Terapeutiline kasutamine patsientidel haiguse raviks ioniseeriva kiirgusega. Kuigi enamik kiiritusravi menetlusi kavatsetakse tappa vähkkasvaja kude või vähendada kasvaja suurust, terapeutiliste annuste võib kasutada ka vähendada valu või healoomuline tingimustega. Nt, intervascular brahhüteraapia kasutab kiiritusravi raviks ummistunud veresooned. Muud ühist kiiritusravi menetlused hõlmavad gamma stereotactic radiosurgery (gamma knife), teletherapy ja joodi ravi on kilpnäärme ületalitlus parandamiseks. Nende menetluste kasutamise kiirguse allikate, reguleeritud NATO–Venemaa nõukogu ja selle lepingus on öeldud, et võib kohaldada kas ühenduses või väljaspool keha. Mõlemal juhul, kiiritusravi eesmärgiks on pakkuda vajaliku ravi- või valu leevendav annuse kiirguse kõrge täpsusega ja nõutud aja jooksul, säilitades ümbritseva tervete kudede.