มะเร็งเนื้อเยื่ออ่อนมีมากกว่า 50 ชนิด ส่วนใหญ่มีการเปลี่ยนแปลงทางโมเลกุล ซึ่งถือเป็นลักษณะเฉพาะของมะเร็งเนื้อเยื่ออ่อนชนิดนั้น และใช้เพื่อยืนยันการวินิจฉัยมะเร็งเนื้อเยื่ออ่อน ตัวอย่างเช่น มะเร็งเนื้อเยื่ออ่อนชนิดซิโนเวียล (Synovial Sarcoma: t(X; 18) (หน้า 11.2; q11.2), มะเร็งกล้ามเนื้อลายถุงลม (alveolar rhabdomyosarcoma: t(2:13) (q13; q14) เป็นต้น การเลือกวิธีการรักษาขึ้นอยู่กับชนิดของมะเร็งเนื้อเยื่ออ่อน ปัจจุบันเคมีบำบัดมีบทบาทในการรักษาและรักษามะเร็งระยะลุกลาม
บทบาทปัจจุบันของเคมีบำบัดสำหรับผู้ป่วยที่มีโรคเฉพาะที่นั้นยังไม่ชัดเจนนัก แม้ว่าจะมีการยอมรับเคมีบำบัดมากขึ้นในมะเร็งเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีความเสี่ยงสูง เช่น เนื้องอกขนาดใหญ่ เกรดสูง และเนื้อเยื่อที่ไวต่อเคมีบำบัด เช่น มะเร็งเนื้อเยื่อเกี่ยวพันชนิดเยื่อหุ้มข้อ มะเร็งกล้ามเนื้อเรียบ เป็นต้น เคมีบำบัดมักได้รับการพิจารณาให้ใช้ร่วมกับยาอื่น (ไอฟอสฟามายด์+ดอกโซรูบิซิน, โดเซทาเซล+เจมไซตาบีน) หลังการผ่าตัดในกรณีดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาจพิจารณาให้เคมีบำบัดใน 2 สถานการณ์ต่อไปนี้: เมื่อถือว่าโรคมีความเสี่ยงสูงที่จะกลับมาเป็นซ้ำ (เช่น เกรดสูง อยู่ลึก > 5 ซม.) ในกรณีที่เลือก เคมีบำบัดก่อนการผ่าตัดจะใช้ร่วมกับการฉายรังสีเพื่อลดขนาดของโรคให้เล็กลงเพื่อให้สามารถผ่าตัดได้ ในบางครั้ง การให้ความร้อนสูงร่วมกับเคมีบำบัดอาจทำได้ในสถานการณ์ทางคลินิกบางกรณี
เคมีบำบัดเป็นแนวทางหลักในการรักษาโรคขั้นสูง เนื่องจากยาจะเข้าสู่กระแสเลือดและเข้าถึงเซลล์มะเร็งทั่วร่างกาย ยาเหล่านี้สามารถให้เพียงอย่างเดียวหรือร่วมกัน และอาจให้ในผู้ป่วยนอกหรือผู้ป่วยในโดยเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลเป็นเวลาไม่กี่วัน เคมีบำบัดจะให้เป็นรอบการรักษา และโดยปกติแล้วการให้เคมีบำบัดประกอบด้วยการให้หลายรอบในช่วงเวลาที่กำหนด จำนวนรอบจะขึ้นอยู่กับชนิด ตำแหน่ง และขนาดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน และการตอบสนองของเนื้อเยื่อต่อยา การรักษาด้วยยาที่พบบ่อยที่สุดคือ doxorubicin เพียงอย่างเดียวหรือร่วมกับ Ifosfamide, Docetaxel ร่วมกับ Gemcitabine เป็นต้น ผลข้างเคียงที่พบบ่อย ได้แก่ จำนวนเม็ดเลือดต่ำ อาเจียน ผมร่วง อ่อนล้า และสามารถควบคุมผลข้างเคียงเหล่านี้ได้ในระดับมากด้วยยาที่ดูแลอย่างเหมาะสม ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันบางชนิด เช่น เนื้อเยื่อเกี่ยวพันอ่อนของถุงลม และการสร้างหลอดเลือดใหม่ ยาที่กำหนดเป้าหมายที่ VEGF เช่น pazopanib มีฤทธิ์ทางคลินิกที่ดีมากและผู้ป่วยสามารถควบคุมโรคได้ในระยะยาว มีการทดลองมากมายเกี่ยวกับการรักษาเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เนื่องจากประโยชน์ของเคมีบำบัดยังไม่ดีที่สุด