Radioterapie je spojena s některými nežádoucími účinky. V zásadě je lze rozdělit do dvou skupin na účinky časné a pozdní.
- Časné účinky nastupují postupně v průběhu radioterapie, v některých případech mohou být důvodem pro přerušení léčby. Nejčastěji se setkáváme s kožními změnami (od zarudnutí kůže, přes její olupování až po mokvání), záněty ozářených sliznic zažívací trubice, močového měchýře apod., otok mozku (při jeho ozařování). Při ozáření většího objemu těla může dojít k porušení krvetvorby a snížení počtu krevních buněk. Mohou se vyskytnout též celkové příznaky, jako je zvýšená únava až letargie, někdy označované jako postradiační syndrom.
- Pozdní účinky záření se objevují po několika měsících až po několika létech a zpravidla jsou nevratné. Na kůži se mohou objevit pigmentace, rozšířené cévy, trvalá ztráta ochlupení, plošná fibróza, sterilita a menopauza při ozáření pohlavních žláz apod. K nejzávažnějším účinkům patří vznik duplicitního nádoru.
Současné techniky plánovaní radioterapie i vlastní radioterapie umožňují ozářit postiženou oblast při minimalizaci časných i pozdních nežádoucích účinků
Více v článcích Zdroje a biologické účinky záření a Toxicita chemoradioterapie a její prevence