العلاج بالإشعاع يستخدم أشعة عالية الطاقة لتدمير الخلايا السرطانية في الجسم. وهذا يتم عن طريق توجيه الأشعة السينية أو الجسيمات الأخرى (مثل البروتونات أو النيوترونات) نحو المنطقة المصابة بالسرطان.
تعمل هذه الأشعة على تدمير الحمض النووي داخل الخلايا السرطانية، وبالتالي يتوقف نموها وانتشارها. ومن أجل الحد من تأثير الأشعة على الأنسجة السليمة، يتم تحديد الجرعة اللازمة من الأشعة بدقة وتوجيهها بدقة نحو المنطقة المستهدفة.
وقد تكون العلاج بالإشعاع وحده كافيًا في بعض حالات السرطان، وفي حالات أخرى يتم استخدام العلاج الإشعاعي بالتزامن مع العلاج الكيميائي أو الجراحة لزيادة فعاليته.