Radyoterapi, en basit anlatımla kanser hücrelerini yok edilmek için radyasyonun kullanıldığı bir tedavi türü olarak açıklanabilir. Radyasyonun sahip olduğu enerji, parçacıklar ve dalgalar yoluyla taşınır. Özel cihazlardan elde edilen yüksek dozdaki radyasyon, kanser hücrelerinin bölünüp çoğalmasını engelleyebileceği gibi onları öldürebilir. Radyoterapi, sağlıklı dokuların tolerans düzeyini aşmayacak şekilde uygulanır. Böylece sağlıklı dokulara çok az hasar verilerek kanser hücrelerinin yok edilmesi sağlanır.

Sıklıkla X ışınlarının kullandığı radyoterapi uygulamalarında, proton gibi diğer enerji türleri de kullanılabilir. Eksternal (harici), internal (dahili) ve sistemik (tüm vücuda) olarak üç farklı türde uygulanabilen radyoterapi, vücuda bilgisayar kontrollü bir cihaz ile gönderilen radyasyon ile yapılır. Haricen verilen radyoterapi, belirli bir mesafeden hedef gözetilerek uygulanır. Büyük bir makine tarafından uygulanan radyoterapi işlemi sırasında makine vücuda temas etmez. Radyasyon ışınları kişiye uzaktan gönderilir. Dahili radyoterapi ise brakiterapi ve radyoizotop olmak üzere iki farklı şekilde yapılır.