Ce sont des photons ou des électrons d’énergies élevées, produits par des accélérateurs de particules (les sources de cobalt sont actuellement abandonnées). Ils provoquent certaines perturbations à l’intérieur des cellules cancéreuses, les empêchant de se multiplier, ou les conduisant à se laisser mourir.
On parle de radiothérapie externe lorsque la source des rayons est placée à une certaine distance du malade. Elle permet de traiter de traiter une région précise, par plusieurs faisceaux. Lorsque la source est appliquée au contact direct de la zone à traiter, il s’agit de curiethérapie. Les rayons ne diffusent pas en dehors de la zone traitée.