鼻咽癌治療是鼻咽癌的唯一有效方法。之所以選擇放療作為治療手段的原因是：鼻咽部位位於頭頸部，旁邊是很多重要的器官，進行手術存在較大的風險，手術會對頭頸區和麵部結構造成嚴重破壞；鼻咽癌的病情發展迅速，給手術帶來了困難和限制；鼻咽癌的絕大多數是低分化鱗狀上皮細胞癌，對放療非常敏感；放療可以同時照射到原發灶、浸潤灶和較遠處的淋巴結轉移灶。早期接受鼻咽癌放療的患者，5年生存率超過90%，而I-IV期患者的5年生存率可達到66.9%。
對於早期喉癌，放療後患者的發聲功能接近正常水平。即使放療失敗的患者，也可以透過手術實現腫瘤的根治，因此放療也是早期喉癌的首選治療方法。早期聲門癌的放療治療，5年生存率為80%-95%。
對於早期舌部癌和低分化扁桃體鱗癌，以及未粉化癌，放療是一箇良好的選擇，可以達到良好的疾病控制和功能保留的效果。對於分化程度差且對放療敏感的早期口咽癌和下嚥癌，手術容易導致吞嚥和發聲功能障礙，因此可以選擇根治性的放化療。
放療是宮頸癌治療的主要方法，適用於各個分期的宮頸癌。利用內腔和外照射的技術，宮頸癌的治療效果非常好。早期宮頸癌採用放療加腔內後裝治療的5年生存率為82.7%-93.4%。
對於早期肺癌，立體定向放療的治療效果與手術相當。對於不能手術或拒絕手術的患者，放療是首選。比如對於早期非小細胞肺癌，手術切除的5年生存率為50%-70%，而採用精確放療技術治療的I期非小細胞肺癌的5年生存率也可達到60%以上。而對於可以接受手術的非小細胞肺癌患者，採用放療的3年生存率高達88%。對於發生在頸部和胸部上段部位的食管癌，放療的效果不亞於手術治療，而且對人體傷害較小，治療後的生活質量較高，因此放療可以作為首選治療方法。
對於早期前列腺癌，患者可以透過放療加內分泌治療獲得高質量的長期生存。
沒有遠處轉移的面板癌可以透過放療治癒。
惡性淋巴瘤是指起源於淋巴系統的一組疾病，大多數惡性淋巴瘤的治療需要放療的參與。對於鼻腔NK/T細胞淋巴瘤、早期骨髓增生異常綜合徵等淋巴瘤，放療是主要的治療手段。同時，放療也可以是早期惰性淋巴瘤的根治手段。