Đây là phương pháp điều trị dựa trên tia X, liệu pháp xạ cắt lớp là sự kết hợp của nhiều liệu pháp khác nhau, bao gồm: liệu pháp bức xạ điều chế cường độ cao (IMRT) của xạ trị áp dụng hình ảnh, liệu pháp bức xạ có hướng dẫn hình ảnh (IGRT) và chụp cắt lớp vi tính (CT). Hệ thống xử lý Hi-Art được phát triển thông qua Accuray bao gồm các liệu pháp nói trên, máy tính và các phần mềm điều khiển liên quan.

Về cơ bản, hệ thống trị liệu xạ trị cắt lớp bao gồm một máy gia tốc hạt tuyến tính quay liên tục trong một khung tròn và phóng ra các tia phóng xạ tới trung tâm của vùng tròn, vì thế cho các bức xạ tròn. Khi ghế điều trị trượt từ từ vào thiết bị hình tròn, bệnh nhân được các tia phóng xạ chiếu xuyên qua. Với mục đích tăng cường độ tập trung, độ đồng nhất và các tia sáng phân bố với mức độ tự do cao (tăng cường tích hợp đồng thời (SIB)), bộ chuẩn trực đa lá gắn với bộ gia tốc hạt tuyến tính được điều khiển để hệ thống hoạt động. Cần phải phân biệt xạ trị cắt lớp với các liệu pháp xạ trị truyền thống.
Với liệu pháp xạ trị trước đây, bệnh nhân được chiếu xạ vào những điểm được đánh dấu trên da, do đó thường dẫn đến các lỗi lớn. Liệu pháp xạ trị cắt lớp có khả năng tập trung chiếu xạ vào khu vực tế bào ung thư phát triển (và một phần của khối u lành tính) mà không làm ảnh hưởng đến các mô xung quanh. Trong khi chiếu xạ, việc điều chỉnh dựa trên CT và hiệu chỉnh bức xạ sẽ làm tăng độ chính xác của liệu pháp này.