放射性同位素放射α、β、γ三种射线。
由于α射线电离能力强,但穿透力弱,一张普通薄纸就可挡住,放疗中基本不使此种射线;
而β、γ两种射线使用较多,尤其是γ线应用广泛。天然镭源γ线,在放射治疗早期应用较多,但由于其在防护方面要求很高,缺点多,因此目前已被60钴、137铯和192铱等人工放射性同位素所代替。 60钴γ线主要用于外照射,而137铯、192铱γ线主要用于腔内或组织间插植治疗。90锶β线常被做成β钱敷贴器用以治疗表浅病变(如眼角膜),也有用90锶β线治疗皮肤表残病变的。普通X线治疗机产生的低能(16KV~400KV)X线,主要用于治疗较表浅的肿瘤。各种加速器产生高能(2MeV以上)X线几乎可以治疗任何部位的肿瘤,尤其对较深部的肿瘤治疗效果好;而其产生的电子束常用于治疗表浅或偏心性肿瘤。
对于各种加速器产生的快中子、质子、兀负介子以及氦、碳、氮、氧、氖等重粒子流,在发达国家其应用也不广泛,原因之一是价格太昂贵,而临床效果除少部分肿瘤效果较好外,大多数肿瘤效果并不肯定。