采用物理方法直接损毁肿瘤的局部治疗技术。消融治疗术包括射频消融、冷冻消融、微波消融、激光消融、高能聚焦超声、不可逆电穿孔等物理消融治疗技术，以及局部注射化疗药物、无水酒精、乙酸等化学消融技术。治疗途径包括经皮肤、内镜、腔镜等。由于消融目标明确，降低肿瘤负荷确切，对正常组织不产生明确毒副反应，类似于外科手术切除的效果。
肿瘤消融治疗技术主要分为物理性消融和化学性治疗两大类。
①物理性消融。利用温度变化产生的能量破坏肿瘤，包括热消融治疗和冷冻消融。热消融治疗是通过特定的设备及器械以不同原理产生热能，使肿瘤局部温度升高，细胞内的蛋白质变性，脂质层溶解，细胞膜被破坏，肿瘤组织凝固性坏死。包括射频消融、激光消融、微波消融、超声聚焦消融治疗等。冷冻消融治疗是通过超低温冷冻使肿瘤细胞内形成冰晶，引发膨胀变形、细胞脱水、细胞膜结构改变等破坏肿瘤。常用的包括液氮直接冷冻、氩氦冷冻治疗等。
②化学性消融。在影像设备导引下将化学药物直接注入肿瘤内部，使肿瘤及周围局部组织细胞脱水，细胞内蛋白凝固、坏死、崩解，诱导肿瘤细胞坏死或凋亡，从而达到灭活肿瘤的目的。常用的化学药物包括无水酒精、冰醋酸、盐酸、平阳霉素、博来霉素等。
肿瘤消融治疗技术发展迅猛，已经成为介入治疗中的主要治疗手段之一，而且由于其疗效确切，特别是在直径较小肿瘤（如早期肝癌、肾癌等）的治疗中，消融治疗的疗效与手术切除相近，因此被认为是根治性治疗手段之一。对于体积较大的中晚期肿瘤，消融治疗也是肿瘤综合介入治疗的重要组成部分。