放射线主要是用来治疗或控制局部性的肿瘤，像手术一般，对于已扩散有转移的肿瘤，较不适用。不过某些全身性的癌症，如白血病或淋巴瘤施行骨髓移植治疗时，可用全身性放射线照射（total body irradiation，TBI）来治疗。放射线在癌症的治疗上应用广泛，可用来（Hilderley ＆Dow，1996）：
（1）根治某些早期的癌症。
（2）控制已有局部扩散的癌症。
（3）辅助其他癌症治疗以增进治疗效果。
（4）缓和癌症症状。
根治性、控制性及辅助性放射治疗皆可能与其他癌症治疗合并；而放射治疗的时机可在其他治疗之前、中，或之后。缓和性放射线治疗则常加以药物或非药物的症状处理，如骨转移的疼痛除了以放射线照射外，也要加上止痛药等来控制疼痛。
（一）根治性（curative）
对于某些具放射线敏感性且未有转移迹象的癌症，以放射线照射来根除癌症是可期的，例如：早期的皮肤癌、鼻咽癌、子宫颈癌、前列腺癌及乳癌等。因此，这类患者所接受的放射线治疗通常是根治性的，并以放射线为主要的癌症治疗法，单独使用或是加上手术切除、化学药物、免疫制剂来辅助疗效。一般而言，根治性放射线治疗通常是以积极、大剂量及长疗程的方式进行。以鼻咽癌为例，早期只限于局部的鼻咽癌常单独用放射线照射来治疗，照射总剂量高达7 000cGy，每周照射5d，每天照射200～250cGy，疗程要6～8周。虽然根治性治疗因剂量大不良反应通常也大，但患者的预后（prognosis）及长期的存活率（long－term survival rate）较不治疗或仅以其他方式治疗的患者为佳，故有其治疗的必要与价值。
（二）控制性（controlled）
放射线也常与手术或化学治疗合并，来控制已有局部扩散的癌症。例如：纵隔淋巴结受癌侵犯的肺癌病人，于手术后常加以放射线治疗来控制局部的淋巴转移及预防局部的再发。此外，对于某些肿瘤的局部再发（recurrence），如乳癌或鼻咽癌根治较不易，但结合手术或化学治疗可控制肿瘤的恶化达数月甚至数年，对于延长患者的生命有其功效。
（三）辅助性（adjuvant）
放射线可作为其他癌症疗法的辅助治疗来加强治疗癌症的效果。此时，其他疗法如手术或化学治疗是主要的治疗法，而放射线照射的总剂量较低且疗程较短。例如：治疗大肠癌时，可在手术前先给予放射线照射来降低肿瘤的大小及减少局部淋巴的切除。另外，在治疗胃癌时，也可在手术中加上放射线照射来加强疗效。
（四）缓和性（palliative）
除了治疗及控制癌症外，放射线也常用于缓解癌症的症状。此时，照射的目的不在于完全歼灭癌细胞，而在于抑制或减缓癌细胞的扩张，来达到控制或减轻癌症所造成的不适，所以称为缓和性治疗是一种姑息疗法。缓和放射线治疗所使用的剂量通常较小，疗程短，且一旦症状控制后，并不一定需要做完全部的疗程。
常用放射线照射来缓解的癌症症状有：①肿瘤转移至骨引起的骨疼痛；②肿瘤压迫脊髓导致的肢体瘫痪；③肿瘤转移脑部引起的中枢神经症状；④肿瘤压迫或侵犯血管造成的血液循环受阻或出血；⑤呼吸道、肠胃道因肿瘤过大而阻塞等。对于癌症末期的患者，放射线缓和治疗是控制症状、提高生活质量的重要策略。
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