Kötü huylu hastalıkları veya organ işlev bozukluklarını tedavi etmek için bazen diğer tedavi yöntemleriyle birlikte daha yüksek dozlar gerekir. Vücuttaki hastalıklı bölgeyi ışınlamak için bir radyasyon demeti kullanılabilir veya hastaya oldukça yüksek aktiviteli radyonüklit verilebilir. Hasta tetkiklerinde x ışınlarının kullanımı tanısal radyoloji, radyonüklitler ile etiketlenmiş farmasötiklerin tanı ya da tedavi amacıyla kullanımı ise nükleer tıp olarak adlandırılır. Hastaları tedavi etmek için radyasyon demetinin kullanıldığı yönteme radyoterapi denir.