放疗与手术、化疗、靶向治疗和免疫治疗构成了目前恶性肿瘤的主要治疗手段。放疗主要依靠加速器实施射线准确照射肿瘤。部分局部晚期肿瘤可通过术前放疗提高手术切除机会，部分肿瘤术后放疗可降低复发风险。
质子重离子放疗可根据肿瘤的深度和大小，将粒子的布拉格峰对准肿瘤靶区，通过调节质子或重离子的能量使布拉格峰展宽到和肿瘤厚度相当的水平再进行治疗，可以保证对肿瘤部位产生高剂量的同时尽量地减少副作用。
伽玛刀采用立体几何定向原理，将大剂量的射线直接照射到病灶上，误差很小，达到快速、治疗效果好。伽玛刀实施的是一种放射治疗，它不像外科手术那样可以玛上切除病变组织，需要治疗的部位在接受一次性照射后有一个变性、坏死的较长过程。伽玛刀放射外科是脑肿瘤和其他脑病变较常用的治疗方式，也可用于疼痛治疗、运动障碍治疗和脑血管畸形治疗。
