一、放射性原素
以居里夫妇于20世纪初期，发现天然放射性元素镭（226Ra）后不久，就被应用于子宫颈癌等的肿瘤治疗。镭的放射可分为带有正电荷的α射线，带有负电荷的β射线不带电荷的γ射线。镭疗主要是用其中的γ射线。镭的γ线能谱复杂，平均能量为0.83MeV，半衰期为1590年。镭的产量有限，来源困难，防护处理复杂，易污染。近年来已趋淘汰，代之以放射性核素。
二、放射性核素
由于大型核反应堆建成，人工放射性核素也随之诞生。60钴就是用天然的没有放射性的59钴在核反应堆的作用下，受热中子轰击后成为带有放射性质的60钴。
59Co＋n→60Co＋γ
６０钴蜕变时放射出γ射线，其平均能量为1.25MV。６０钴与镭一样也可做为针状、管状、片状、以便腔内、组织间或表面敷贴治疗，但更多地还是用于远距离放射治疗。６０钴远距离治疗机是将６０钴储存在一个相当厚的防护罩内，在治疗时通过机械汽动，牵引，将放射源移至防护罩的窗孔，使射线从窗孔对准病变部位照射。60钴治疗机构简单，操作方便，容易维修，因而发展很快。
三、深部X治疗
1895年伦琴（Rontgen）发现了X线，1896年始用于乳腺癌的治疗。按X线治疗机的能量高低，可分为以下几种类型：
接触X线治疗机 10－60Kv
浅层X线治疗机 60－120Kv
中层X线治疗机 120－160Kv
深层X线治疗机 180－400Kv
深部X线治疗机能量并不很高，但皮肤剂量大，不容易作用到深层组织，射线的“骨吸收比”高，用做深部肿瘤的治疗不太理想，但对表浅肿瘤仍有使用价值。
四、高能X线和电子束
产生高能X线和电子束（电子线）医用加速器包括电子直线加速器和电子感应加速器。由于雷达技术的发展，出现了高频大功率的微波源――磁控管和速调管后，电子直线加速器得到迅速的发展，它能提供4－35MeV的高能X线和电子束，从而出现了取代电感应加速器的趋势。高能X线能量高，贯穿物质力量大，适用于深部肿瘤治疗，而电子束随其能量大小不同，其作用深浅不同。尤其是它的剂量分布特点：当射线到达某一深度后剂量会陡然下降，这种射线的特点最适宜表浅肿瘤治疗，可使肿瘤达到足够剂量，肿瘤下面的正常组织可以得到保护。
五、高LET射线（高线性能量转换射线）
前面叙述的种种射线均属低LET射线。高LET射线包括中子、负π介子、重离子等。其射线的特点是：①物理特性：高LET射线在物体内射程末端形成布雷格（Bragg）峰高剂量区，在这个峰区后面剂量急剧下降。如选择不同能量的粒子束综合使用，则可将峰区宽度按肿瘤大小调整。这样可使肿瘤区得到充分的剂量，而正常组织所受的剂量可大为减少。②生物特性：高LET射线对生物的效应不依赖于组织的氧含量；对于分裂周期处于静止状态的肿瘤细胞，同样起到破坏作用。这些特性是低LET射线所没有的。但高LET射线设备庞大，结构复杂，能量控制困难，目前仍处于研究阶段。