Bu teknik, kanserli hücreleri yok ederek kanser tedavisi ya da en azından rahatsız edici semptomların hafifletilmesi amacıyla kullanılır. Hastalıklı dokuya çevresindeki sağlam doku korunarak yüksek doz vermek için, yüksek enerjili X ışını, gama ışını veya elektron demeti doğrudan yönlendirilir. Eğer tümör vücudun derininde ise sağlıklı dokularda istenmeyen hasarı azaltmak için demet birkaç yönden bu bölgeye hedeflendirilir. Radyoterapi dozları yüksek olduğundan, bu tedavi sadece diğer tedavi yöntemlerinin daha az etkin olabileceği ve radyoterapi ile tamamen iyileştirme veya rahatlatma ihtimalinin olduğu durumlarda kullanılır.