- Sự tổn thương cấu trúc DNA của gen có thể làm phát sinh sự phân chia tế bào bất thường, biến dị, phá hủy mô, tiêu hủy tế bào cũng như các hậu quả khác.
- Một lượng nhỏ bức xạ cũng đủ mạnh để cắt đứt chuỗi DNA và tạo ra sự thay đổi trong cấu trúc. Tuy nhiên, DNA có cơ chế tự phục hồi. Chình vì thế, chuỗi DNA gốc có thể được phục hồi bằng cơ chế này.
- Tia bức xạ không chỉ giết chết các tế bào ung thư mà còn giết chết những tế bào bình thường.
- Trong điều trị, nên dùng bức xạ chuyên sâu để nhắm thẳng vào trung tâm khối ung thư. Điều này có thể làm giảm tác động của bức xạ gây ra cho các tế bào bình thường mà vẫn có thể tiêu diệt các tế bào ung thư một cách hiệu quả.
Liệu pháp xạ trị dựa vào các tia phóng xạ để ngăn chặn các tế bào ung thư phát triển nhanh và cuối cùng tiêu diệt các tế bào ung thư đó. Để có thể giết chết các tế bào ung thư và duy trì chức năng của các tế bào bình thường,các tia phóng xạ này buộc phải được điều chỉnh mức độ phân bố và phạm vi bức xạ. Liệu pháp chiếu tia ion nặng có thể giúp các tế bào bình thường tránh bị tổn hại do bức xạ thông qua đo lường vị trí chính xác.
Khi được chiếu xạ bằng tia X, hoặc tia điện tử từ bên ngoài vào cơ thể, nếu khối ung thư nằm càng sâu trong cơ thể, lượng phóng xạ chiếu tới càng ít đi. Dựa theo nguyên lý này, việc chiếu xạ từ một hướng cố đinh có thể làm tổn thương các tế bào bình thường nằm ở vị trí nông hơn so với các tế bào ung thư. Do đó, công nghệ xạ trị đa hướng được phát minh nhằm giải quyết vấn đề này, với liều lượng thấp, công nghệ mới có thể bảo vệ các tế bào bình thường xung quanh, ví dụ, liệu pháp bức xạ điều chế cường độ và liệu pháp xạ trị cắt lớp đã được phát triển.
Mặt khác, bằng phương pháp điều chỉnh năng lượng dựa trên máy gia tốc, các tia hạt được kích hoạt để chấm dứt việc giải phóng năng lượng khi kết thúc, do đó nó chỉ tiêu diệt các tế bào ung thư thay vì các tế bào bình thường.