Использование ионизирующей радиации для лечения различных заболеваний началось практически сразу после великого открытия В.К. Рентгена. С 1896 г. началось применение рентгеновских лучей в лечении кожных заболеваний, а чуть позже были предприняты попытки их использования и для лечения злокачественных опухолей. После открытия радия и других радиоактивных изотопов (работы А. Беккереля, М. Склодовской и П. Кюри) появилась возможность использования ионизирующих излучений как в лучевой диагностике, так и в терапии злокачественных опухолей (лучевая терапия) и некоторых доброкачественных процессов (рентгенотерапия).
Первые попытки применения рентгеновского излучения для лечения злокачественных опухолей основывались на первоначальных сведениях о повреждающем действии этого излучения на ткани. Внедрение в клиническую практику источников высоких энергий, искусственных радиоактивных изотопов существенно расширило возможности лучевого лечения и обеспечило заметное повышение его результативности. В современной медицине накоплен богатый клинический опыт использования различных методик лучевой терапии. Благодаря исследованиям в области радиобиологии создана солидная научная база лучевой терапии. Медицина располагает совершенным оборудованием как для определения показаний и планирования лучевой терапии, так и для ее проведения.
Существующие методы лучевого лечения можно разделить на две основные группы - способы наружной (дистанционной) лучевой терапии и внутренней, при которой источники излучения размещаются либо в полости органа, либо внутри опухолевой ткани (соответственно их можно обозначить как внутриполостная или внутритканевая лучевая терапия). Возможно также проведение системной радионуклидной терапии.