يعتبر الإشعاع الكهرومغناطيسي قادرًا على فصل الإلكترونات عن الذرات أو الجزيئات ويستخدم أيضا لتدمير الخلايا .
ويعتمد العلاج الطبي الإشعاعي على الإشعاع المؤين والشيء الإيجابي والذي يبدو وكأنه متناقد يتمثل في تأثير الأشعة الضار على الخلايا الحية أي على الأنسجة. وتلحق جرعة الإشعاع عالية التركيز الضرر بالتركيب الجيني للخلايا المريضة (الخلايا السرطانية) والخلايا السليمة دون تفرقة ، إلا أن الخلايا السليمة تظل على قيد الحياة وتستطيع إصلاح الأضرار التي لحقت بها إلا أن خلايا السرطان يتم القضاء عليها.
يتم التمييز في العلاج الإشعاعي بين الأشعة اللينة (حتى 100 كيلو فولت) والأشعة الصلبة (أكثر من 100 كيلو فولت ) والعلاج بالميجا فولت ( أكثر من 1000 كيلو فولت) . ويُستخدم الإشعاع اللين في المقام الأول في علاج الأورام السطحية والميجا فولت لعلاج الأورام العميقة. ويستخدم الإشعاع لأغراض علاجية أخرى. أما إذا كان المرض في مرحلة متقدمة وعلاجه مستعصيا فيستخدم العلاج الإشعاعي لتحسين حياة المرضى ولتخفيف الآلام . قد يتلقي المريض فقط العلاج الإشعاعي أو إلى جانب العلاج الكيميائي.
يعتمد اختيار العلاج الإشعاعي على العديد من العوامل ولذلك يجرى إعداد البرنامج العلاجي بالتعاون بين خبراء من تخصصات مختلفة . ويعتبر سرطان الثدي والرئة والبروستاتا من أكثر الأمراض السرطانية التي يستخدم الأطباء فيها العلاج الإشعاعي.