Consiste en la utilización de una máquina de rayos X de gran potencia para eliminar las células cancerosas. Se administra, por lo regular, de forma ambulatoria, por casi siete a ocho semanas. Cada tratamiento diario dura aproximadamente 15 minutos.
Este tipo de radiación se puede usar para tratar de curar los cánceres en etapas más tempranas, o para ayudar a aliviar síntomas, como el dolor en los huesos si el cáncer se ha propagado a áreas específicas de los huesos.
La radioterapia conformacional y la radioterapia con intensidad modulada son la forma moderna de realizarla. Ambas tienen menos efectos colaterales y mejores resultados que la radioterapia tradicional.

Efectos secundarios del tratamiento
- Sensación de fatiga durante el tratamiento.
- La radiación atraviesa diferentes zonas del cuerpo las que pueden verse afectadas, como el recto y la vejiga.
- Aunque tiene menos probabilidad de impotencia que la cirugía; tiene mayor posibilidad que la braquiterapia (aproximadamente un 45 % de los pacientes quedan con impotencia permanente).
- Si la radioterapia no logra curar el cáncer, la cirugía puede hacerse más difícil por las cicatrices que produce ésta alrededor de la próstata.