恶性脑肿瘤从大脑开始，随着它们进入大脑而变得更大（渗透）。手术的原则是尽可能多地去除肿瘤，同时保持功能而不会使肢体麻痹或语言障碍。手术使用显微镜小心移除肿瘤，以免损伤正常组织或血管。在恶性脑肿瘤如胶质瘤中，肿瘤的清除率与生存期的长度相关，但肿瘤浸润正常组织，即使肿瘤似乎在MRI上完全切除手术后给予放射化疗。
　　 另一方面，重要的是对中枢神经系统恶性淋巴瘤和胚胎肿瘤（生殖细胞瘤）进行病理诊断，因为化疗和放射治疗使肿瘤变小。诊断手术中的肿瘤类型称为术中快速诊断，但病理学家在进行术中快速诊断时的作用非常重要。
　　 为了安全地进行手术，不仅是医生和护士，还有许多医疗人员，如物理治疗师，职业治疗师，语言治疗师，心理学家，临床工程师和放射科医师来执行手术。
　　 术中导航
　　 在手术期间使用导航装置来确定肿瘤切除的程度和重要脑功能的位置。它具有与汽车导航相同的功能，显微镜对焦的位置显示在计算机屏幕上。
　　 术中监测
　　 为了确认控制肢体运动和感觉的神经纤维以及这些大脑的中央区域，在手术期间刺激大脑和四肢，并且随时观测脑电图（体感诱发电位：SEP）和肌电图（运动诱发电位：服用MEP时操作）。临床工程师的作用非常重要，因为在确认SEP或MEP没有变化的同时进行手术，以免在肢体中留下麻痹。
　　 清醒手术
　　 为了在不影响语言或高阶功能的情况下安全地进行手术，日本国立癌症研究中心的专家在手术期间与患者交谈并在进行语言测试时进行手术。也可以在检查肢体的详细运动的同时进行手术。首先，用电刺激大脑表面以创建大脑的功能图（映射）。当大脑的功能部分被弱电流刺激时，该功能暂时瘫痪（几秒钟），导致语言障碍和肢体麻痹。通过仔细切除即使受到刺激也不会发生功能障碍的区域，可以尽可能地去除肿瘤。
　　 大脑感觉到四肢疼痛，但由于大脑本身没有“疼痛感受器（感觉疼痛的器官）”，即使肿瘤被切除而没有被麻醉，也可以感受到疼痛。没有。患者不会感到疼痛，因为在进行皮肤切口并打开颅骨之前进行全身麻醉。在手术过程中，医生，护士，语言治疗师，心理学家，物理治疗师，职业治疗师等会鼓励患者，并在检查大脑功能的同时一点一点地小心移除肿瘤。
　　 手术用5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）
　　 血红蛋白是携带氧气进入体内的红细胞来源，由称为血红素和原卟啉IX的铁原子组成。5-ALA是天然氨基酸，是血红素的生物合成原料，并在体内合成。当服用5-ALA时，它被吸收到体内，然后通过体内的酶变成称为原卟啉IX的代谢物。它将开始发出红色荧光。由于脑肿瘤具有比正常脑细胞更强的代谢原卟啉IX的能力，因此它们特别发出红光，因此很容易将它们与正常脑区分开。在德国的胶质母细胞瘤临床试验中，据报道，服用该药进行手术的患者肿瘤切除率较高，并且显着延长了复发时间。
　　 术中MRI
　　 最重要的是保留脑肿瘤手术的功能，并且很难去除大肿瘤，包括正常部位，如其他癌症外科手术。如果恶性脑肿瘤和正常组织之间的边界不清楚，则可能无法确定肿瘤是否仍然是肉眼。到目前为止，为了确认肿瘤是否已被切除，通过手术后的MRI进行确定，但在手术期间进行MRI检查，确认是否有任何残留的肿瘤，并进一步确定肿瘤可以提取。在该中心，不仅在术中MRI，而且还在具有DSA（血管造影系统）和CT的手术室中移除肿瘤。
　　 神经内镜
　　 心室深入大脑，有利于脑脊液。如果在其中形成肿瘤，可以使用神经内窥镜移除肿瘤。另外，当在心室中形成肿瘤时，可以停止脑脊液的流动并且可能发生脑积水。当发生脑积水时，颅内压增加并引起意识障碍。在脑积水中，使用神经内窥镜（第三心室开窗术）切开第三脑室以产生新的脑脊液流并释放脑积水。