直肠癌根治术包括传统开刀手术及腹腔镜手术。其中传统开刀手术分为保留直肠肛门手术与不保留肛门手术，一般不保留肛门手术可能需进行结肠造瘘，此两种手术方法常用于低位直肠癌。开放手术方式包括Dixon手术（经腹直肠癌切除术）、Miles手术（腹会阴联合根治术），部分老年患者不耐受手术或合并梗阻时，可采用Hartma手术保留肛门，但仍需造瘘。此外，腹腔镜手术分为传统腔镜手术与机器人手术，其中机器人手术于中位及高位直肠癌治疗中优势较大，部分经肛直肠癌手术可达到局部切除。