İyonlaştırıcı radyasyon kullanılarak kanserin tedavisini amaçlar. Kobalt-60’ın yaydığı gamma ışınları ya da lineer hızlandırıcılardan elde edilen X-ışınları en sık kullanılan iyonlaştırıcı radyasyonlardır. Işın tedavisinin amacı hastalıklı dokuya en yüksek dozu verirken hastalıklı dokuyu çevreleyen sağlam dokuya en az radyasyon vermektir. Işın tedavisinin (röntgen tedavisi) başarısı, ışınım kaynağına ve kötücül urun, ışınımın öldürücü etkisine duyarlılığına bağlıdır. Kötücül lenfomalar, kan kanserleri ve karsinomların çoğunluğu, göreceli olarak, en azından bu tür tedavilerin ilkinde, ışınıma duyarlıdır.