V léčebné indikaci se používá především fotonových svazků (gamma, X), lze ale využívat též urychlených elektronů, protonů, urychlených jader těžších prvků nebo svazku neutronového. V závislosti na typu záření a energii svazku se záření absorbuje v biologických tkáních různými způsoby, ale výsledek je vždy podobný, tj. přímá ionizace biologicky významných sloučenin nebo nepřímá ionizace cestou vzniku kyslíkových radikálů a vysoce reaktivních sloučenin kyslíku, které reagují s klíčovými biologickými sloučeninami.

Shrnutí: Záření narušuje ionizací některé základní buněčné struktury, zejména DNA. Toto poškození se v buňkách detekuje a dochází k signalizaci k proteinům řídícím buněčný cyklus, reparaci DNA a apoptóze. Výsledkem může být:

(1) oprava poškození a další pokračování v buněčném cyklu;

(2) apoptóza;

(3) přechod do dalších fází buněčného cyklu bez úplné opravy DNA a přenos získaného poškození do dalších generací buněk.