Radyoterapinin hedefi normal hücreleri mümkün olan en az riske atıp tümör hücrelerini öldürmek veya büyümelerini durdurmaktır. Radyasyon vücudun hemen her yerinde pek çok tümör türünü tedavi etmek için kullanılabilir. Nitekim, onkoloji hastalıklarının yarıdan çoğu bir takım radyoterapi uygulamaları ile tedavi edilmektedir ve pek çok onkoloji hastasında kullanılan tek tedavi tipi radyoterapidir. Tek başına ya da başka tümör tedavisi türleri ile beraber olarak radyoterapi uygulanmış olan binlerce kişinin hastalıklardan kurtulduğu bilinmektedir.
Tıpkı cerrahi gibi, radyoterapi de lokal-bölgesel bir tedavidir. Yani vücudun yalnızca belli bir bölgesindeki tümör hücrelerini etkiler. Bazen doktorlar daha iyi sonuç almak için örneğin kemoterapi ya da biyolojik tedavi gibi kan yoluyla vücudun her yerine ulaşabilen tedavilere (sistemik tedavilere) radyoterapiyi de etkiler.