通常放疗所用的射线主要包括电磁辐射的射线和粒子辐射的射线两大类，其中电磁辐射的射线主要是高能X线与γ射线。而粒子辐射射线主要是电子线、质子和重离子等。
肿瘤的放射治疗在临床上主要采用的是高能的射线，这些高能射线与物质发生相互作用的时候，可以使物质中的电子从原子或分子轨道脱离发生电离。而电离是一系列生物效应的开始，使射线引起物质、物理化学变化和生物效应的主要机制，这也是放疗的主要机制。
放疗通常根据放射源与人体的位置关系，可以分为外放射和内放射。