辐射是由放射性物质（如钴元素）或特殊设备（如原子核粒子直线加速器）产生的强能量束。
辐射优先杀伤分裂快的细胞和难以修复自身 DNA 的细胞。癌细胞比正常细胞分裂快，且不能修复由放射线引起的损坏。因此，与正常细胞相比，癌细胞更易于被放射线杀伤。但是，癌细胞被放射线杀伤的难易程度不同，有些癌细胞对射线不敏感，对放疗无效。一些细胞抵抗性非常强并且不能用照射有效治疗。
（另见癌症治疗原则。）
放疗类型
在癌症治疗中使用的最常见的放疗形式是
外照射放疗
另一种形式的放疗是
内照射
放射性物质也可以附着在称为单克隆抗体的蛋白质上，该蛋白质可以找到癌细胞并附着在癌细胞上。结合于抗体的放射线物质聚集于癌细胞上并破坏癌细胞。
外照射放疗
在放射疗法中，使用 γ 射线或 X 射线、α 粒子束或电子束照射患者的肿瘤进行治疗。放射外科是一种放疗，在这种疗法中使用了高度聚焦的射线束。
有几种类型的外照射放疗，包括
三维适形放疗 (3D-CRT)
调强放疗(IMRT)
影像引导放疗 (IGRT)
螺旋断层放疗
立体定向放射手术
立体定向体部放疗
质子束放射
电子束放疗
各种外照射都聚焦于生长肿瘤的特定区域或器官。为了避免过量照射正常组织，可应用多个照射路径，且尽可能屏蔽周围组织。
三维适形放疗使医生能够发出精确的放射线束，该放射线束可以根据肿瘤的轮廓进行调整。
调强放疗使用许多装置来调整放射线束并输送一定剂量的辐射。因为许多装置可以调整放射线束，医生可以更精确地控制传递到肿瘤特定区域的辐射量，从而更好地保护附近的健康组织。
图像引导放疗是在放疗期间进行影像学检查，如计算机断层扫描 (CT) 或磁共振成像 (MRI)。这些图像使医生可以在治疗过程中检测出肿瘤大小或位置的变化，并允许他们在治疗过程中调整患者的位置或辐射剂量。
螺旋断层放疗是影像引导疗法和 IMRT 的组合。螺旋断层放疗可以通过结合 CT 扫描仪和直线加速器的机器进行。该机器可获得患者肿瘤的非常详细的图像，从而使辐射束的靶向非常精确。
立体定向放射手术可对非常小的肿瘤进行极高剂量的照射。它只能用于具有非常明确边缘的小肿瘤，因此常用于脑和脊髓中的肿瘤。立体定向放射手术需要患者在治疗期间保持非常精确的姿势，因此使用特殊的头架和其它定位装置。
立体定向体部放疗使用较小的治疗区域（放射野）和比三维适形放疗更高剂量的放疗。它用于治疗位于脑和脊髓外的小肿瘤。
质子束放射可以聚焦于一个非常特定的区域，有效治疗该区域的某些癌症，而这些区域需要特别注意避免损伤正常的组织，如眼睛、大脑、前列腺或脊髓。
电子束放疗用于治疗体表附近的肿瘤，例如皮肤癌。
技术的选择经常取决于肿瘤位置。
在一段很长的时间内，将外束放射疗法作为一系列均等分割剂量给予。这种方法增加了射线对癌细胞的杀伤效果，而减少了对正常细胞的毒性效果。由于正常细胞可以在各次放疗间期快速修复，使毒性效果的减少，而癌细胞则不能。常用放疗方案是患者每日接受一定的照射剂量，持续 6 到 8 周。为了确保每次治疗同一个区域，应用泡沫模型或其它设备对患者进行精确定位。
内照射
放疗用途
放疗的副作用
辐射可以损伤邻近肿瘤的正常组织。这些副作用取决于治疗区域的大小、给予剂量的大小、肿瘤与敏感组织相差的距离。敏感组织是那些在正常情况下细胞分裂快的组织，比如皮肤、骨髓、毛囊、口腔黏膜、食管和肠道。放射线也可损伤卵巢和睾丸。为防止对正常细胞的损伤，医生应设法进行精确定位放疗。
副作用取决于接受辐射的区域，可能包括
疲劳
口疮
皮肤问题（如发红、瘙痒和脱皮）
吞咽疼痛
肺部炎症（肺炎）
肝脏炎症（肝炎）
胃肠道问题（如恶心、食欲不振、呕吐和腹泻）
泌尿问题（如排尿频率增加和排尿时烧灼感）
血细胞浓度低，导致贫血（引起疲乏和无力）、易于瘀伤或出血，以及感染风险
针对头颈癌的辐射通常会损害上层皮肤、唾液腺以及口腔和咽喉的粘膜。医生应尽早鉴别和治疗这些症状，使患者减轻不适并可以继续接受治疗。例如，有多种药物可以减少腹部放射疗法所致的腹泻。
在使用放射疗法治疗初发肿瘤的数年后，罹患其他癌症的风险可能会增加。风险取决于治疗时患者的年龄和接受照射的身体部分。
