Radyoterapi, tümörün çıkarıldığı veya bulundıuğu bölgeye yüksek dozlarda radyasyonun uygulanması ile kanserli hücrelerin içerisinde hasar yaparak öldürülmesi prensibine dayanan tedavi metotudur.

Radyasyon kaynağı önceleri direkt radyoaktif maddeler (örneğin kobalt gibi) kullanılırken, günümüzde eletron beam teknolojisi kullanılmaktadır. Bu şekilde elde edilen radyasyon hastalıklı bölgeye belirli doz hesaplamaları planlanarak uygulanmaktadır.

Radyoterapi bazı vakalarda cerrahi mümkün olmuyorsa tümörü küçülterek cerrahi hazır hale getirmek için, bazılarında cerrahi sonrasında hastalığın tekrarlamasını önlemek için kemoterapi ile veya kemoterapisiz koruyucu olması için, bazı durumlarda hastalığın etkilediği ikincil bölgelerdeki olumsuz etkileri gidermek için kullanılır.

Her organın belirli radyasyon dayanıklılığı olduğu için uygulanabilecek dozlar bellirlenmiştir. Bazı organlarda radyasyon ile aşırı hasar meydana gelebileceğinden o tip tümörlerde radyoterapi uygulanamamaktadır. Total verilmesi gereken dozlara ulaşıldığında o organlardan ikinci yinelemelerde tekrar radyoterapi total doza ulaşıldığı için yapılamamaktadır. Ancak bu durumlarda daha sınırlı alana yüksek doz radyasyon verebilen cyberknife gibi özel radyoterapi metotları uygulanabilir. Bazı hastalıklarda da brakiterapi gibi iözel tedavilerle tümör çıkarılan bölgeye radyasyon verilmesi sağlanabilmektedir.

Bu özel tekniklerin uygulanması Radyasyon Onkolojisi uzmanının kontrolü altında yapılmakta, radyasyon fizikçisi ve radyoterapi teknikerleri de uygulamarda radyasyon onkologuna destek olmaktadır.