전리 방사선을 이용하여 주로 종양과 일부 염증성 질환들을 치료하는데 관련되는 의학의 한 전문분야로서 임상종양학, 방사선물리학, 방사선생물학의 주요 학문분야를 포함합니다.

방사선치료는 방사선을 이용하여 질병을 치료하는 것으로서, 수술, 항암화학 요법과 더불어 종양 치료의 3대 요법 중의 하나입니다.방사선치료에 이용되는 방사선은 우리 몸을 투과하면서 전리 현상(ionization)을 일으키는데 이는 세포의 증식과 생존에 필수적인 물질인 핵산이나 세포막 등에 화학적인 변성을 초래하며 종양 세포를 죽이게 됩니다.

방사선 조사는 정상 조직과 암 조직 모두 방사선으로 인한 장애를 일으키는데, 정상 조직은 어느 정도의 시간이 지나면 회복하지만 종양 조직은 회복이 불충분 하므로 이를 이용하여 방사선치료를 하게 됩니다. 방사선종양학 의사는 해당 진료과 의사들과 협의하여 방사선 치료의 대상이 되는 질병의 특성과 환자의 상태 등을 종합하여 가장 적합한 방사선치료의 방법과 기간 등을 결정합니다.