Лучевое лечение, как и хирургическое, является методом местнорегионарного воздействия. Физическая ионизирующая радиация превращается в биохимический эффект и оказывает повреждающее действие на здоровые и раковые клетки. Степень воздействия зависит от дозы. После прекращения действия радиации восстановление нормальных клеток происходит быстрее, чем раковых. Чувствительность тканей к радиации зависит от степени дифференцировки. Злокачественные опухоли, особенно недифференцированные, с большим числом митозов обладают наибольшей чувствительностью к лучевому воздействию по сравнению с нормальными тканями.