放射治疗是对肿瘤区域发射高能的射线来杀死瘤细胞，并尽量避免伤害正常细胞的疗法。这种射线是一种高能量射线，当被人体组织吸收时，电子从原子或分子中释放出来，形成自由基（化学活性很强的分子片段，能破坏活组织）。射线有两种：不带电的光子射线（如X射线、γ射线）和粒子射线（如电子、质子、中子、α粒子和β粒子等）。放射线首先破坏的是细胞中的脱氧核糖核酸（DNA），DNA包括所有的基因信息。用放射线来破坏DNA会造成细胞坏死或程序性细胞死亡。虽然有的细胞可能不会被射线立即杀死，但它会处于“休眠”状态，也就是说它既不会生长也不会分裂。正常细胞的生长和分裂是有规律的，这种规律生长和分裂能够满足人体正常所需。而癌细胞则是无限制地分裂生长。处于分裂期的细胞对放射线较敏感。此外，放射线还会破坏细胞膜，促进细胞死亡。
