Důležitou podmínkou účinné a bezpečné léčby zářením je její precizní naplánování. Indikace léčby zářením u každého pacienta by měla vzejít z rozhodnutí týmu, ve kterém je obvykle radiolog, patolog, chirurg, radiační onkolog a chemoterapeut, popřípadě i jiní odborníci.
Dále radiační onkolog stanoví cílový objem pro ozáření, který zaujímá nádor s oblastí předpokládaného mikroskopického šíření plus bezpečností lem kompenzující pohyb orgánů a drobné nepřesnosti zaměření ozařovacích polí. Celá oblast zájmu se zobrací pomocí počítačové tomografie (CT). V další fázi se na speciálním počítači modeluje rozložení dávky z různých kombinací svazků záření (svazkům se častěji říká ozařovací pole). Nádor může být ozařován z různých směrů různým počtem různě velkých polí. Optimální ozařovací plán, tj. kombinace ozařovacích polí, je takový, kdy je dosaženo nejlepšího pokrytí cílového objemu požadovanou dávkou a minimální ozáření zdravých tkání. Na vytvoření ozařovacího plánu spolupracují radiologický fyzik a lékař. Procedura zabere často i mnoho hodin, ale na kvalitním plánu závisí další osud pacienta.
Správnost ozařovacích polí se poté kontroluje na pacientovi speciálním přístrojem, který se nazývá simulátor. Teprve pak proběhne ozáření na ozařovači. Při tom se znovu kontroluje přesnost ozáření tzv. portálem. Novější metodou zacílení ozáření je radioterapie řízená obrazem (IGRT), při které se léčebný paprsek zaměří pomocí diagnostického rentgenového přístroje spojeného s ozařovačem.
V radioterapii je nutné stále nutné měřit a kontrolovat dávku záření, tj. provádět dozimetrii. Pro všechny ozařovací přístroje je vypracován plán kontinuálního sledování jejich spolehlivosti. U jednotlivých pacientů se sleduje dozimetrií soulad mezi dávkou, kterou by měli obdržet dle ozařovacího plánu a skutečností. Jednotkou velikosti dávky je 1 Gray (Gy).
