1895年，德國科學家倫琴 (Roentgen)發現了X射線，就是今天醫學診斷用的X光( X-Ray)，揭開了現代醫學的新篇章。次年Gruber就應用X射線作第一例 (乳癌) 放射治療。同時期，貝克勒(Becquerel)發現天然的放射性物質，居禮夫婦 (Curie)又發現了鐳，並用鐳治療惡性腫瘤。
其實，無論是倫琴發現的X射線，或貝克勒發現天然物質放出的射線，其性質一樣，都是電磁波的一種，與無線電波、微波、可見光、紫外線一樣，只不過它頻率很高，內含的能量較高，穿透性強。
1922年Regaud和Coutard用X射線成功治癒了一例喉癌，並提出連續分次放射治療方法。可以說從那個時候開始誕生了臨床放射治療學，放射治療成為腫瘤治療的重要方法之一。
放射治療可分為遠距離放射治療（Teletherapy）和近距離放射治療（Brachytherapy）兩大類。倫琴發現的X射線，是通過高速的電子撞擊重金屬所產生，其原理應用於上世紀 30 – 40年代，使用的“深層”X射線治療機及當今廣泛使用的直線加速器。上世紀初，由於技術的限制，只能產生大約 500 KV的X光能量，只可治療4 – 6厘米深的腫瘤，但以當時來說，已達到“深層”的級別。可是，對於身體深處的腫瘤，例如肺癌、腹腔癌等，就無能為力了。及至上世紀五十年代，由於核能技術的發展，鈷60 (Co-60)機器，漸漸取代了“深層”X光機。鈷60機，是以鈷60同位素作為放射線的源頭，它的能量有 1.25MV，能治療更深入的腫瘤。而且高能量的射線，對皮膚的傷害較少。可是，鈷60機器對輻射防護有一定要求，而且其半衰期約為五年，需定時更換鈷60源。至上世紀60 - 70年代，鈷60機器漸漸被直線加速器取代。
首部醫學用的直線加速器於1953年在 London Hammersmith醫院使用，直線加速器是利用微波加速電子，能產生4 – 25 MV的能量。高能量的射線更能應付深層的腫瘤。而且，直線加速器輸出較為穩定，在機器關閉時，也不會有任何輻射。現今的直線加速器，通常有兩種能量的X光線和多種能量的電子線選擇，可應對不同位置及類型的癌症。香港現時所有的遠距離治療機器，包括螺旋治療機（Tomotherpy）、數碼導航刀(Cyberknife)、TrueBeam機等，都是直線加速器。 “深層 ”X光機，鈷60機及直線加速器治療時因其放射源頭與病人距離都有 10cm 以上，射線經皮膚進入體內，故稱為遠距離放射治療，（又稱體外電療）。現時絕大部份的放射治療，都是遠距離放射治療。
至於近距離放射治療，是指放射源頭與治療靶區的距離為 5mm-5cm 以內的放射治療，近距離放射治療通常將放射物質擺放到體內一段時間，以高劑量近距治療癌症。由於近距離放射治療其劑量分佈有“平方反比”的特性，故能以最高的劑量對付腫瘤細胞，而鄰近的正常組織的電劑量隨距離以平方反比大大減少，副作用得以減低。近距離放射治療，主要用於子宮頸、子宮體、鼻咽、氣管、食道等腫瘤作主要或輔助性治療。
