Sädehoidolla aiheutetaan syöpäsoluihin vaurioita, jotka johtavat solujen kuolemaan. Sädehoito on paikallishoitoa, eli se vaikuttaa hoitoalueen sisällä oleviin syöpäsoluihin. Sädehoidon haitat johtuvat hoitoalueella olevien terveiden kudosten soluvaurioista. Sädehoitotekniikat ovat nykyään hyvin kehittyneitä ja niiden avulla säteily pystytään kohdistamaan tarkkojen laskelmien avulla kasvaimen alueelle siten, että ympäröivien terveiden kudosten sädeannos jää mahdollisimman pieneksi.
Sädehoito annetaan kehon ulkopuolelta sädehoitolaitteella. Hoidon aikana potilas makaa hoitopöydällä. Sädehoidon antaminen kestää yleensä kerrallaan joitakin minuutteja eikä se tunnu miltään. Sädehoito annetaan yleensä usean hoitokerran sarjana peräkkäisinä arkipäivinä ja viikonloput pidetään hoidosta taukoa. Sädehoitojakson kokonaiskesto riippuu hoidon tavoitteesta; kemosädehoito kestää useita viikkoja, kun taas oiretta lievittävät sädehoidot voidaan lyhimmillään antaa yhtenä kerta-annoksena.
Mikäli leikkaus ei ole mahdollinen, voidaan paikallisen keuhkosyövän paranemiseen tähtäävänä hoitona käyttää stereotaktista sädehoitoa, jossa sädehoito kohdistetaan kasvaimeen suurehkoina kerta-annoksina tarkasti rajaten. Paikallisesti edenneessä keuhkosyövässä sädehoito voidaan antaa yhdessä solunsalpaajahoidon kanssa eli kemosädehoitona. Kemosädehoitoa voidaan käyttää myös ennen leikkausta kasvaimen pienentämiseksi ja leikkaustuloksen parantamiseksi. Erityistapauksissa sädehoitoa voidaan käyttää leikkauksen jälkeen liitännäishoitona, esimerkiksi jos on epävarmaa, onko kaikki kasvainkudos saatu poistettua. Oireita lievittävää sädehoitoa käytetään usein levinneen keuhkosyövän hoidossa. Hoito voidaan kohdistaa esimerkiksi yskää tai hengenahdistusta aiheuttavan keuhkokasvaimen alueelle tai oireilevan luustoetäpesäkkeen alueelle.
Tupakointi voi heikentää sädehoidon tehoa, koska hapenpuute aiheuttaa soluissa vastustuskykyä sädehoidolle. Tämän vuoksi tupakoinnin välttäminen on tärkeää sädehoidon aikana.
Sädehoidon haittavaikutukset riippuvat sädehoidon kohteesta, sädehoidon kerta-annoksesta ja hoitojakson pituudesta. Mitä suurempi sädehoitoannos ja mitä pidempi hoitojakso, sitä enemmän haittoja voi tulla. Kemosädehoidossa solunsalpaaja lisää hoidon tehoa, mutta myös haittavaikutuksia. Lyhyet oireita lievittävät sädehoidot aiheuttavat yleensä vain vähän haittoja.
Tyypillisiä sädehoidon haittavaikutuksia ovat hoidettavan alueen ihon punoitus ja limakalvojen kipeytyminen. Keuhkosyövän sädehoidossa ruokatorvi on usein hoitoalueella, mistä voi aiheutua nielemiskipua. Yleensä haitat väistyvät muutaman viikon kuluessa hoidon päättymisestä. Poikkeuksena on sädehoitoon liittyvä keuhkotulehdus eli pneumoniitti, joka alkaa tyypillisesti vasta muutaman kuukauden kuluttua sädehoidon päättymisestä. Oireina ovat yskä, hengenahdistus ja kuume.