Bununla birlikte, kanser hücrelerini öldürmek için kullanılan tedaviler genellikle normal hücreler için de toksik olduğundan, kanser tedavileri çeşitli zorluklar doğurabilir. Ayrıca, kanser hücreleri hızla mutasyona uğrar ve kimyasal ajanlara veya radyasyon tedavisine direnç geliştirebilir. Ayrıca, tüm kanser hücreleri aynı tedaviye cevap vermeyebilir. Bazı kanser hücreleri bir tedaviye yanıt verirken, bazıları diğerine yanıt verir ve farklı kanser hücrelerinde bulunan farklı türdeki mutasyonları yansıtır. Bir hastaya uygulanacak tedavi türü, kanserin türüne ve ilerleme aşamasına bağlıdır. Bu nedenle, bazı hastalar sadece bir tedavi türü ile tedavi edilebilirken, çoğu vaka birlikte veya belirli bir süre boyunca uygulanabilen çeşitli tedavilerin bir kombinasyonuna ihtiyaç duyar.

Farklı tedavi yöntemlerinin kombinasyonunun, tek bir tedavi yönteminin kullanılmasına göre birçok faydası vardır:

Bir tedavi yöntemi kanserin belirli bir aşamasında daha etkili olabilirken, bir diğeri başka bir aşamada daha faydalı olabilir. Bu nedenle, kanser tedavisi sırasında farklı zamanlarda farklı tedavilerin kullanılması, tek bir tedaviden daha fazlasının tedavi edilme olasılığını artırır.
Farklı tedavilerin aynı anda kullanılması, sinerjik bir etki nedeniyle genel etkinliği artırabilir ve bu nedenle tedavi için yetkin bir stratejidir.
Tümör hücreleri üzerinde tek bir tedavinin kullanılması, vücudun sağlıklı dokularını ve hayati organlarını etkileyebilecek daha yüksek dozlara ihtiyaç duyabilir. İki tedavi yönteminin aynı anda uygulanması dozu azaltır ve bu nedenle vücuda daha az zarar verir.

Örneğin, osteosarkom veya kemik kanseri, kanser hücrelerinin vücudun geri kalanına yayılmasını önlemek için geleneksel olarak uzuv amputasyonu ile tedavi edildi. Bununla birlikte, kemoterapi ile birlikte radyasyon tedavisinin kullanılması, amputasyona gerek kalmadan tüm kanser hücrelerinden tek seferde kurtulabilen etkili bir tedavi rejimi olmuştur.

Ek olarak, kanser araştırmalarındaki son gelişmeler, kanserin ilerlemesi sırasında hastadaki genetik değişikliklere göre tedavinin uyarlanabildiği kişiselleştirilmiş tıbbın geliştirilmesine de yol açmıştır.