Rádioterapia, alebo inak radiačná liečba, využíva vysokoenergetické lúče, podobne ako röntgenové žiarenie, ale oveľa silnejšie. Jej cieľom je usmrtiť nádorovú bunku. Rádioterapia poškodí DNA nádorovej bunky a tým zabráni jej rastu a deleniu. Vo chvíli, keď sa nádorová bunka dostane do štádia delenia – množenia, zistí, že jej DNA je poškodená a zanikne. U nádorov, ktoré rastú rýchlo, sa ožarovanie prejaví v kratšom čase, ako u nádorov, ktoré rastú pomalšie.
Radiačná liečba ovplyvňuje aj zdravé bunky v našom tele, no tie na rozdiel od nádorových majú schopnosť regenerácie. Dávky radiačného žiarenia sú tiež nasmerované na presné miesto a môžu pôsobiť iba po presne stanovenú dobu, čím sa znižuje riziko poškodenia zdravého okolitého tkaniva.
Ožarovanie zvyčajne trvá niekoľko týždňov alebo mesiacov. Jeho dĺžka závisí od štádia a typu nádoru, ako aj od stavu samotného pacienta.