В Саскачеванском университете Канады, под руководством Гарольда Джонса, 27 октября 1951 года было впервые применено радиационное облучение как средство для борьбы со злокачественными образованиями у онкологических больных. Лучевую терапию проводили при помощи «кобальтовой пушки» и используемый в ней радиоактивный кобальт-60, в качестве источника гамма-лучей высокой энергии, действующих аналогично рентгеновским лучам, нейтронам и электронам.

Целью лучевой терапии является уничтожение клеток, составляющих опухоль. Исходя из того, что ионизирующее излучение взаимодействует с молекулами воды, формируя пероксид и свободные радикалы, то, соответственно, чем более активны метаболические процессы в клетке, тем сильнее на нее повреждающее действие радиации.

Раковые клетки являются активно делящимися и быстро растущими, в норме схожей активностью обладают клетки костного мозга. Соответственно, если раковые клетки более активны, чем окружающие ткани, то и повреждающее действие излучения причинит им более серьёзный вред.

При этом нормальные клетки организма не подвергаются таким изменениям, так как более устойчивы к облучению. Гибель опухоли происходит также за счет специальной методики облучения, когда лучи подводятся к опухоли с разных сторон. В результате в опухоли накапливается максимальная доза и клетки опухоли разрушаются.

Сегодня лучевая терапия является одним из трех ведущих методов лечения онкологических заболеваний. Наравне с хирургическим и лекарственным методом лечения, лучевая терапия позволяет добиться при некоторых заболеваниях полного излечения, например, при лимфогранулематозе. При ряде заболеваний лучевая терапия дополняет химиотерапию и хирургическое лечение, улучшая результат.

Например, при раке молочной железы, при раке прямой кишки и при раке легкого. При ряде заболеваний лучевая терапия избавляет больного от мучительных симптомов заболевания. Например, при метастазах рака в кости уменьшаются боли.

Лучевая терапия используется и в лечении неопухолевых заболеваний. Так, например, ранее рентгенотерапия использовалась как способ эпиляции и лечения повышенной потливости. Сегодня этот вид лечения часто используется для лечения пяточных шпор.