Η ακτινοθεραπεία είναι η χρήση ακτινοβολίας για την ασφαλή θεραπεία και διαχείριση του καρκίνου. Οι Ακτινοθεραπευτές Ογκολόγοι χρησιμοποιούν ακτινοβολία για την εξάλειψη των καρκινικών κυττάρων, τη μείωση της ανάπτυξής τους ή την ανακούφιση των συμπτωμάτων του καρκίνου. Η ακτινοθεραπεία αντιμετωπίζει τον καρκίνο καταστρέφοντας τα καρκινικά κύτταρα, ενώ περιορίζει τις επιπτώσεις στα υγιή κύτταρα. Λειτουργεί επειδή τα καρκινικά κύτταρα είναι πιο ευαίσθητα στην ακτινοβολία από τα υγιή, φυσιολογικά κύτταρα. Όταν μια μικρή δόση ακτινοβολίας χορηγείται κάθε μέρα για αρκετές εβδομάδες, τα φυσιολογικά κύτταρα μπορούν να ανακάμψουν από την ακτινοβολία αλλά τα καρκινικά κύτταρα όχι. Είναι τυπικά μια ανώδυνη θεραπεία, παρόμοια με την ακτινογραφία, και χορηγείται μόνο στο μέρος του σώματος που εντοπίζεται η κακοήθεια. Η θεραπεία μπορεί να χορηγηθεί μόνη της ή σε συνδυασμό με άλλες αντινεοπλασματικές θεραπείες όπως χειρουργείο, χημειοθεραπεία ή ορμονοθεραπεία.Η ακτινοθεραπεία χρησιμοποιεί υψηλής ενέργειας ακτινοβολία για να σκοτώσει τα καρκινικά κύτταρα. Ακτίνες Χ, ακτινοβολία γ και φορτισμένα σωματίδια είναι τύποι ακτινοβολίας που εφαρμόζονται στη θεραπεία του καρκίνου.
Η ακτινοβολία μπορεί να αποδοθεί είτε μακριά από το σώμα του ασθενούς, μέσω εξωτερικής μονάδας ακτινοθεραπείας (γραμμικός επιταχυντής) και τότε ονομάζεται εξωτερική ακτινοθεραπεία, είτε μέσω ραδιενεργού υλικού που τοποθετείται μέσα στο σώμα και πλησίον των καρκινικών κυττάρων και ονομάζεται βραχυθεραπεία.