Още в първите години след откриването на рентгеновите лъчи и радиоактивността, йонизиращите лъчения са били използвани за лечение на редица заболявания. В настояще време, близо 120 години по-късно, индикациите за лъчелечение са в значителна степен изяснени предимно за лечение на злокачествени (раковите) заболявания. Все още обаче, обект на лъчелечение са някои доброкачествени заболявания, като костно-ставни възпаления, някои ендокринни смущения и пр.
Лъчелечението е клинична дисциплина на хуманитарната медицина, която изучава причините, предпазването и лечението на рака със специален акцент върху ролята на йонизиращите лъчения (радиация). Съвременното лъчелечение използва всички йонизиращи лъчения, с изключение на алфа-лъчите – това са рентгенови-, бета-, гама лъчи, високоенергийно спирачно лъчение и ускорени електрони. Те взаимодействат както с туморните, така и с нормалните клетки на физично, химично и биологично ниво и водят до клетъчна смърт. Основна цел на лъчелечението е загиване на максимален брой туморни клетки, респ. загиване на тумора, с минимални загуби от здравите тъкани. За източници на йонизиращи лъчения (ИЙЛ) се използват различни по енергия рентгенови терапевтични апарати, закрити и открити радиоктивни източници и медицински ускорители на електрони.
Основно правило след поставяне на диагнозата злокачествен тумор е уточняване на разпространението на процеса с оглед определяне на клиничния стадий и най-подходящата лечебна тактика, като се вземат предвид също общото състояние и наличието на съпътстващи заболявания. За определяне на клиничния стадий трябва задължително да се използват всички необходими диагностични средства и правилно да се интерпретират резултатите от изследванията. Необходимостта от провеждане на лъчелечение, неговия вид и продължителност се определят след консултация с лекар със специалност лъчелечение.
В комплексната терапия на рака голяма роля има и химиотерапията. При редица заболявания тя е основен метод на лечение ( Болест на Ходжкин, Неходжкинови лимфоми и други хематологични заболявания ). При други заболявания като рака на гърдата тя може да бъде прилагана преди операцията, след нея, преди или след лъчелечението в зависимост от стадия. Възможно е и едновременното приложение на лъчелечение и химиотерапия, целящо постигане на по-добър ефект от лечението, по-нисък риск от рецидиви, и по-голяма продължителност на живот. Това комбинирано лечение се прилага само при специфични показания и след консултация със специалисти и в двете направления.