游離輻射線（以下簡稱放射線）對於治療照野內的所有細胞都有殺傷力，但是癌細胞較易被放射線殺死，正常細胞對放射線的耐受性較強，且較易修復；如同外科治療一樣，放射治療同樣是強調「局部控制」，但它較不受解剖位置的限制，可以輔助外科無法切除的不足。根據放射生物學的各種理論基礎，在臨床治療癌症病人時，幾乎都是採取多分次的放射治療，可使照野內的正常細胞能夠在每日治療的療程內修復，對於肺癌所採取的放射治療技術包括強度調控放射治療(IMRT)、弧形調控放射治療(VMAT)、三度空間順形放射治療(3DCRT)…等，另可搭配影像導引(IGRT)、自主呼吸調控(ABC)…等方式來增加治療的準確性；另有一種放射治療稱為「立體定位消融放射治療(SABR)」或「立體定位身體放射治療(SBRT)」，此種治療的準確性高，照野小，可局部給予極高劑量，一般的治療次數為10次以內。現行放射治療的制式單位是葛雷(Gy)，以下所列放射治療劑量供參考，需依實際狀況而定。
    在利用放射線治療肺癌病人時，不同的疾病狀況會有不同的治療考量，基本上會先依病理檢驗概分為兩大類：非小細胞肺癌及小細胞肺癌。分述如下：

A.非小細胞肺癌
無淋巴轉移之早期（第一期及部分第二期）非小細胞肺癌：當非小細胞肺癌侷限在局部，沒有淋巴及遠處轉移，若病人因年紀或其他共病症等因素，無法接受手術治療時，局部放射治療是另一種選擇。此時治療照野僅需涵蓋腫瘤本體，可採用一般常見的多分次放射治療（60-70葛雷，6-8周內完成）或立體定位消融放射治療（40-60葛雷，分3-5次完成）；依目前的證據顯示，立體定位消融放射治療優於一般的多分次放射治療，幾乎可與手術比擬。若病人在早期肺癌的臨床診斷下已施行手術，手術後的病理發現癌細胞沒有切乾淨或距離手術切除的邊界很近、縱膈腔淋巴結侵犯、腫瘤侵犯到其他區域…等復發危險因子，應考慮術後放射治療，視腫瘤切除的狀況給予不同的治療劑量（50-70葛雷，5-8周內完成）。

局部淋巴結侵犯（第三期及第四期但未轉移）之非小細胞肺癌：當影像學檢查發現癌症已經侵犯淋巴結，但沒有遠處轉移時，依腫瘤侵犯的狀況，有許多治療選擇，包括手術前同步放化療（45-50葛雷，5周內完成），或根治性同步放化療（同步進行放射治療及化學治療）（60-70葛雷，6-8周內完成）…等，此時放射治療的照野需涵蓋腫瘤本體及已病變的淋巴結，因為照野範圍廣泛，因此一律採用多分次放射治療。

轉移部位少之非小細胞肺癌：當癌症僅轉移至腦部或腎上腺時，針對轉移部位進行局部放射治療可增加病人存活率。針對腦部轉移的病人，可採用全腦照射、立體定位消融放射治療、或合併上述二者。

B.小細胞肺癌
侷限性（包含早期及縱膈腔淋巴結侵犯）之小細胞肺癌：對於腫瘤僅侷限在局部，或已有縱膈腔淋巴結侵犯之小細胞肺癌，合併化學治療與局部放射治療是標準治療方式，目前建議放射治療越早開始（在化療第一或第二療程），治療效果越佳。傳統治療照野需涵蓋腫瘤本體及所有縱膈腔淋巴區域（60-70葛雷，6-8周內完成），但目前有許多進行中的臨床試驗，嘗試對於這類病人減少放射治療照野，僅照射腫瘤本體及已病變的淋巴結，但目前未有定論。

廣泛性之小細胞肺癌：指癌症已侵犯多處肺葉或已有遠處轉移，此時治療以化療為主，放射治療角色為緩和性治療；但對於接受化療後，疾病達到部分或完全緩解時，應考慮局部肺部鞏固性放射治療（consolidative radiotherapy)，許多文獻指出，此種鞏固性放射治療可增加病人的存活率。

預防性全腦照射：小細胞肺癌的特色是很容易腦部轉移，因此對於接受過治療之小細胞肺癌病人（包括侷限性及廣泛性期別），若治療後檢查發現腫瘤有變小的狀況時，都建議進行預防性全腦照射，以避免將來腦部轉移，亦可增加病人存活率。

緩和性放射治療
當臨床發現肺癌已有多處遠處轉移且造成病人不適時，放射治療可透過局部殺死癌細胞達到緩解症狀的目的，如骨轉移造成病人疼痛、腦部轉移造成病人頭痛或肢體無力、腫瘤出血、腫瘤壓迫氣管造成病人喘、腫瘤壓迫上腔靜脈造成上半身腫脹（上腔靜脈症候群）…等，皆可透過放射治療緩解症狀，並且達到減少使用止痛藥的目的。甚至在負重的骨骼區（如腰椎或股關節）有嚴重癌症侵犯的現象時，也會考慮放射治療以預防局部癌症進展造成病理性骨折。

肺癌病患接受放射治療可能面臨的副作用
肺癌病人在接受放射治療當中，可能面臨的副作用包括急性副作用(治療中逐漸產生，治療後三個月內消失)與慢性副作用(治療後三個月後逐漸產生)，因為近幾年治療技術的進步及輔助藥品的協助下，這些副作用發生機率較過往減少許多，簡述如下：

一.急性副作用
1.疲倦嗜睡：將近一半的病友抱怨會疲倦，原因不明，通常在當日放射治療後   1-3小時發生，大部分病人程度不嚴重，想睡覺的時間變得比較長，但仍可正常工作，僅有極少數病患需臥床休息，此疲倦在治療結束後一個月內消失。

2.食慾不振：發生機率低，少數病患會同時有噁心想吐的感覺，此時可採少量多餐進食。

3.皮膚發炎：依目前的放射治療機型與技術，此副作用不明顯，大多數病人無此副作用，少數人會有局部皮膚曬傷變紅的現象，在治療結束後約2周便會逐漸恢復。

4.食道發炎：對於接受縱膈腔淋巴結照射或腫瘤靠近食道的病人，較容易有食道發炎的副作用，此症狀因人而異，約治療第3週後開始，應避免使用過硬、過     熱、辛辣的食物，盡量攝取流質或溫度較低的食物可以緩解症狀。僅有少數人會有嚴重疼痛及進食困難的現象，這些症狀在治療結束後約2周便會逐漸恢復。

5.放射性肺炎：由於在治療時，正常的肺部也會接受到放射線，因此腫瘤分佈範圍越廣，就會照到較多的正常肺臟，也就是放射治療的照野大小及放射線劑量與放射性肺炎有絕對相關性。放射性肺炎發生的高峰期落在治療結束後1-2個月，但從治療結束後2周到治療結束後半年內都可能會發生，有症狀的患者會有乾咳、發燒、活動時較喘，可考慮使用類固醇藥物緩解症狀。

6.心臟傷害：若腫瘤位於心臟附近，可能會有心包膜炎或心肌炎等副作用，而造成呼吸不順、胸悶、或是心悸的症狀，所幸以目前的治療技術而言，此副作用發生機率極低(<1%)。

慢性副作用
1. 肺部纖維化：通常是病人在急性期產生放射性肺炎，而後沒有緩解，絕大多數病人沒有症狀，僅在影像上看到肺部纖維化現象，少數人有咳嗽或喘，可使用類固醇及支氣管擴張劑緩解症狀。

2. 局部組織纖維化：放射治療會使受到照射的組織產生纖維化的現象，但這是慢性的變化，常發生在治療結束後1-2年，受到照射的胸壁以及附近的組織會變得較硬，摸起來會有硬及緊繃的感覺。

3. 心臟傷害：若腫瘤位於心臟附近，心臟接受一定量的放射線，幾年之後會增加心血管病變的風險。

4. 致癌風險：在接受過放射治療後，病人會有罹患其他癌症的風險，但此機率極低(<1%)，並且是在放射治療的幾年後才有此風險，與已罹患肺癌或肺癌復發的機率相較，放射線的致癌風險幾乎可忽略。