قد يُستخدم العلاج الإشعاعي في أوقات مختلفة أو لأسباب مختلفة خلال فترة علاج السرطان. العلاج الإشعاعي يمكن إستخدامه وحده أو عندما لا يمكن إزالة الورم جراحيًا ويُسمى في هذه الحالة العلاج الأساسي، وقد يستخدم قبل الجراحة لتقليص حجم الورم ويُسمى ذلك العلاج التمهيدي المساعد، وكذلك يستخدم بعد الجراحة لمنع نمو أي خلايا سرطانية متبقية ويُسمى ذلك العلاج المساعد. العلاج الإشعاعي قد يستخدم إلى جانب علاجات أخرى مثل العلاج الكيميائي، لتدمير الخلايا السرطانية بالإضافة إلى إستخدامه في المرحلة المتقدِّمة كعلاج إشعاعي تلطيفي لتخفيف الأعراض التي يسببها السرطان، وخاصة عندما ينتشر السرطان إلى المخ أوالعظام أوالأنسجة الرخوة. ويستخدم العلاج الإشعاعي في علاج بعض أنواع السرطان كما في سرطان الغدة الدرقية، وسرطانات الرأس والرقبة الموضعية، وسرطانات عنق الرحم.