A külső sugárkezelés egy a test körül körbefordulni lépes külső sugárforrásból – leggyakrabban lineáris gyorsítóból – történő besugárzást jelent, nevezik per cutan irradiációnak, azaz bőrön keresztüli besugárzásnak is. A berendezés a részecskegyorsító egyik változata, különböző energiájú foton- és elektronsugárzás előállítására képes. A lineáris gyorsítók révén tehát nagy energiájú, ionizáló sugárzást használnak, amelyek energiája a sejtekben elektromos töltéssel rendelkező részecskéket, ionokat hoz létre. Az ionok elsősorban a sejtszaporodásban szerepet játszó örökítő anyagot, a DNS-t károsítják. Mivel a daganatos sejtek osztódása általában gyorsabb, mint az ép szöveteké, így bár a sugárkezelés során az ép szövetek is károsodnak, a daganatok sugárérzékenysége rendszerint nagyobb. A besugárzással tehát szelektív sejtpusztulás idézhető elő. A besugárzás az ép szöveteket is károsítja, ezért a lehető legpontosabb előzetes tervezést alkalmazva határozzák meg a besugarazandó céltérfogatot.
A céltérfogatra leadandó dózis mértékegysége a Gray, rövidítése „Gy”. A teljes dózist nem egy alkalommal, hanem több hétre elosztva, szakszóval frakcionáltan adják le, a sugárterápia tehát több héten át tartó napi kezelésből áll. Ezért is van jelentősége, hogy az újabb típusú besugárzó készülékeknek része az integrált képalkotás, amely során röntgenfelvétellel és CT vizsgálattal ellenőrzik és javítják a napi beállítás pontosságát, közvetlenül a sugárkezelések megkezdése előtt vagy akár közben is. Maga a kezelés egy-egy napon általában néhány percig tart, hosszabb idő a várakozás és a pontos beállítás. A kezelés idején a beteg nem érez a besugárzásból semmit, az nem okoz fájdalmat, a beteg nem válik sugárzóvá. A modern besugárzó berendezések lehetővé teszik az úgynevezett forgóíves intenzitásmodulált sugárkezelést is, amellyel szabálytalan alakú daganatok besugárzása rövid idő alatt úgy végezhető el, hogy a közeli egyéb szervek és egészséges szövetek dózisterhelése minimális marad.
Az utóbbi évtizedekben nagy előrehaladás történt a különböző daganatok sugárérzékenységének, valamint a különböző minőségű és energiájú ionizáló sugárzások tulajdonságainak megismerésében, valamint a besugárzó készülékek is jelentős fejlődésen mentek keresztül: egyre biztonságosabban, a korábbinál kevesebb mellékhatással és nagyobb daganatpusztító hatékonysággal lehet a sugárkezelést alkalmazni.
