Setelah pembedahan, radioterapi adalah pengobatan kedua yang paling umum dilakukan untuk tumor. Sekitar 70% pasien tumor memerlukan radioterapi sebagai bagian dari pengobatan mereka. Untuk kanker kepala dan leher stadium awal seperti kanker laring, rongga mulut, orofaring dan hipofaring, radioterapi saja dapat memberikan hasil yang sama dengan pembedahan radikal. Bagi sebagian besar pasien dengan kanker kepala dan leher stadium menengah hingga akhir, radioterapi yang dikombinasikan dengan pembedahan (misalnya radioterapi pra-operasi, radioterapi pasca-operasi) atau dikombinasikan dengan kemoterapi dan terapi bertarget molekuler dapat secara signifikan mengurangi kemungkinan kambuh lokal dan metastasis jauh, memperpanjang usia, serta meningkatkan tingkat kelangsungan hidup. Selain itu, karena anatomi daerah kepala dan leher yang kompleks, tumor biasanya berada di dekat organ vital, dan pembedahan radikal sering kali mengakibatkan hilangnya fungsi organ normal. Mengontrol tumor melalui radioterapi, sambil menjaga integritas jaringan dan anatomi organ pasien, sangat meningkatkan kualitas hidup pasien.