正常組織にも損傷を与えるので、正常組織の障害を最小限にとどめるか、または正常組織が耐えうる程度にして最大の治療効果をあげることが原則である。
生命に危険を及ぼすほどの機能欠損に至ることのない、また外見を著しく損なうことのない最大線量を耐容線量といい、正常組織の耐容線量を腫瘍の致死線量で割ったものを治療比とよぶ。
治療比が1以上のときは根治可能であるが、1以下ではその値が小さくなるほど根治が困難となる。
悪性腫瘍のうち、放射線に対する高感受性群には精上皮腫、悪性リンパ腫があり、中等度感受性群には基底細胞癌、扁平上皮癌、腺癌、また低感受性群には骨肉腫、悪性黒色腫がある。
