放療可用于非小細胞肺癌的各個時期。隨著放療技術的發展，現在的體部立體定向放療可用于早期患者，即俗稱的體刀放療。體刀放療對非小細胞肺癌小病灶效果較好，其治療可媲美手術治療，尤其是對年老體弱，合并較多內科疾病、不適合手術治療的患者，體刀治療是一種不錯的選擇，治療效果與手術類似。對于既不能進行手術治療，也無法進行體刀放療的早期患者，可選擇根治性放療，即給與最大劑量殺死腫瘤。對于大部分中晚期患者，可同期進行放化療，即放療的同時進行化療，這兩種方法相結合在非小細胞肺癌中應用較廣。對于已經出現遠處轉移的晚期非小細胞肺癌患者，放療也可起到一定的作用。非小細胞肺癌患者好轉移的部位有腦部、骨頭等部位。腦部轉移主要可出現頭疼、嘔吐，一些肢體活動或者其它局灶性癥狀。通過放療可以改善這些癥狀，甚至延長患者的生命期，緩解骨轉移患者的疼痛。另外，如果患者的骨轉移發生于脊柱，則有的患者可出現下肢活動不適，或者大小便失禁，通過放療也可以改善這些癥狀。