生殖细胞瘤对化疗与放疗高度敏感，明确诊断后通常采用放化疗结合的方式进行治疗。对于不能明确病理性质、颅内压增高需尽快解除神经压迫或对放疗不敏感的病例，必要时可行手术治疗。
胚胎生殖细胞对抗癌药物具有较高的敏感性，化疗对生殖细胞瘤几乎均有效。对于生殖细胞瘤，化疗可以减少放射治疗的剂量，能够极大限度减轻放疗对脑组织造成的损伤。
此外，生殖细胞瘤既可以直接浸润周围的脑实质（如基底神经节），也可有向室管膜下和软脑膜扩散的趋势，甚至播散至脑室，而生殖细胞瘤增殖期的细胞对化疗药物较敏感，使用化疗方案可以抑制播散种植导致的肿瘤转移。
虽然大多生殖细胞瘤对化疗敏感，但单纯的化疗可能是不够的，存在复发风险。除非有放疗禁忌症，一般均需要结合放疗。
生殖细胞瘤对放射治疗高度敏感，单独分次放射治疗的生存率和治愈率都比较理想。
对于脑脊液发现肿瘤细胞、室管膜下转移、蛛网膜下转移或颅内多发病灶的生殖细胞瘤，应行全脑全脊髓放射治疗。
明确诊断后，对放疗及化疗敏感的生殖细胞瘤可不必进行手术治疗，以规避手术本身带来的损伤。但若无法明确诊断，最好通过手术或立体定向获得组织病理诊断，为化疗和放疗提供依据。对于颅内压增高、出现神经压迫症状的患者，手术可缓解其症状，并可恢复受损视力、视野。
目前，分子靶向治疗的研究呈上升趋势，针对KIT及KRAS通路突变的研究亦在进行中。
