肿瘤放射治疗，简称放疗，是利用放射线如放射性核素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗机或加速器产生的X射线、电子线、质子束以及其他粒子束等治疗恶性肿瘤的一种方法。所有肿瘤患者治疗过程中，70%的恶性肿瘤需要接受放射治疗。可见放射治疗在恶性肿瘤治疗中的重要性。
现代肿瘤治疗要求综合治疗，合理地、有计划地应用现有的治疗手段，以期达到最佳治疗效果。放射治疗是多种恶性肿瘤主要的治疗手段或是综合治疗中不可或缺的一环，这些肿瘤包括以下：
首先是鼻咽癌，放射治疗是鼻咽癌唯一的根治手段，其原因有：
鼻咽癌解剖学位置特殊，旁边有大量重要器官，手术风险大，手术对头颈及颌面部结构破坏性大。病情发展迅速给手术带来困难与限制。鼻咽癌90%为低分化鳞状上皮细胞癌，对放疗具有相当高的敏感性。
放射可以同时照射到原发灶、浸润灶和较远的淋巴转移病灶，达到根治的目的。
早期喉癌，早期喉癌放疗后发声功能接近正常。即便是放疗失败的患者，经手术仍可能实现肿瘤根治。故放疗为早期喉癌的首选。早期活动部舌癌及低分化扁桃体鳞癌、未分化癌选择放疗，可取得良好的疾病控制及功能保留。对分化差、放疗敏感的早期口咽癌、下咽癌，手术后造成吞咽、发声功能障碍，目前可选择根治性放疗。头颈部鳞癌，头颈部解剖结构复杂，通常单独手术创伤大，对病人身体功能和面容损伤大，合理安排手术与放疗可减小损伤并达到更佳疗效。
早期肺癌进行立体定向放射治疗能取得与手术相似的治疗效果，因此放疗是此类患者的首选。而局部晚期肺癌若失去手术机会，也应首选放疗，部分病人也可获得较好疗效。晚期肺癌出现气道堵塞、血管受压引起呼吸困难，脑转移出现症状，骨转移疼痛，通过放疗都可以起到很好的治疗作用。
发生在颈部和胸上段部位的食管癌，放疗效果不亚于手术治疗，对人体损伤相对较小，治疗后生活质量较高，可首选放疗。局部晚期、已有淋巴结转移无法手术完全切除的食管癌也应选择放疗，可以使食管癌进食梗阻症状得到缓解或改善。
乳腺癌行改良根治术者，对于癌灶大于5cm、侵犯胸壁皮肤或有淋巴结转移者，术后放疗可降低局部复发率，提高远期生存率，此类患者手术后应行术后放疗。保乳手术后的患者术后原则上都应行放疗，以提高疗效。
恶性淋巴瘤是指原发于淋巴系统的一组疾病，大多数恶性淋巴瘤的治疗需要放疗参与，放疗敏感效果较好。鼻腔NK/T细胞淋巴瘤、早期蕈样霉菌病等淋巴瘤的治疗，更以放疗为主。此外，放疗是早期（I～II期）惰性淋巴瘤的根治手段。
直肠癌，侵犯直肠外膜或有淋巴结转移的直肠癌术后放疗可降低复发率，同步放化疗可提高患者生存率，为标准治疗推荐；直肠癌术前放疗可降低临床分期，提高肿瘤切除率和保肛率，提高肿瘤局部控制率，改善患者生活质量。放疗也是宫颈癌的主要治疗手段，体内照射联合腔内后装照射可获得良好的疾病控制。局限期、局部晚期前列腺癌和早期睾丸精原细胞瘤，放疗为根治方法。
软组织肉瘤手术后复发率较高，多数情况需行术后放疗。恶性胶质瘤，恶性胶质瘤无论手术是否完全切除，术后放疗都可减少局部复发，提高生存率。脑转移瘤，脑转移患者常伴有头痛、活动障碍等症状，严重影响生活质量，放疗可明显改善症状。骨转移疼痛经过放疗大部分病人疼痛可得到明显缓解或改善。肿瘤患者如出现上腔静脉压迫综合征和脊髓压迫等肿瘤急症，急诊放疗可迅速缓解症状，解除患者痛苦。