Możliwość zastosowania radioterapii w leczeniu nowotworów jest związana z promieniowrażliwością guza. Wyróżniamy nowotwory o wysokiej promieniowrażliwości (np. ziarnica złośliwa, guzy jąder nasieniaki), o średniej promieniowrażliwości (rak płasnonabłonkowy skóry, przełyku, szyjki macicy, gardła) oraz o niskiej promieniowrażliwości (np. czerniak, rak gruczołowy jelita grubego, glejak wielopostaciowy guz mózgu). Im mniejsza promieniowrażliwość guza, tym konieczność zastosowania wyższej dawki napromieniania, od 25 Grayów (Gy) do 70 Gy przy guzach o niskiej czułości na radioterapię.