肿瘤对辐射的反应是肿瘤对辐射的敏感程度，不同肿瘤对放射治疗的敏感性不同，表现为不同肿瘤对相同的放射剂量、照射时间和照射野的反应不同。影响肿瘤放射治疗敏感性的因素是多而复杂的，有些还不清楚。一般来说，主要有四个方面：
肿瘤的组织来源不同，对辐射的敏感程度也不同。来源于辐射敏感组织的肿瘤比来源于抗辐射组织的肿瘤对放射治疗更敏感。例如，来源于淋巴组织的恶性淋巴瘤和来源于军用药丸组织的精原细胞瘤对放射治疗高度敏感，而来源于胃肠道的腺癌对放射治疗较不敏感。
肿瘤细胞分化程度不同，放疗敏感性也不同。同一类型的肿瘤，分化程度越差，即恶性程度越高，增殖能力越强，即生长越快，对放疗越敏感。例如，一级星形细胞瘤对放射治疗不敏感，而二级和三级星形细胞瘤相对敏感。但也有少数恶性程度高的肿瘤对放疗不敏感，如恶性黑色素瘤。
肿瘤生长模式也会影响放射治疗的敏感性。生长到表面的肿瘤，如浅表性肿瘤和花椰菜，对放射治疗更敏感，而生长更深的肿瘤，如浸润性肿瘤和溃疡性肿瘤，则敏感性较差。
病期的早晚也影响放射治疗的敏感性。早期肿瘤体积小，血流量好，缺氧细胞少或无。它们对放射治疗很敏感，很容易被杀死。肿瘤进展时体积增大，肿瘤血流量差，缺氧细胞增多，中心有时甚至出现缺氧坏死液化，放疗敏感性降低，治疗效果差。
哪些肿瘤对放射治疗敏感？
放射敏感性肿瘤包括：视网膜母细胞瘤、鼻咽癌、卵巢癌中的生殖细胞瘤、睾丸精原细胞瘤、肾胚胎瘤、恶性淋巴瘤等。
对辐射中等敏感的肿瘤包括：骨肉瘤、纤维肉瘤、脂肪肉瘤、恶性黑色素瘤等。
一般来说，对于低敏感性肿瘤，放射治疗的效果较差，但这并不意味着肿瘤的放射敏感性与放射治疗的治好率成正比。有些肿瘤有很高的放射敏感性。虽然局部疗效高，肿瘤消失快，但由于恶性程度高，有远处转移的可能，治疗难度大。
