与小细胞肺癌比较，早期非小细胞肺癌倾向于局部生长，远处播散的概率较低，因此比较适合局部治疗，除手术外，放疗是最常使用的局部治疗手段。根据治疗的目的，可分为根治性放疗、姑息性放疗、术前放疗、术后放疗等。
1．根治性放射治疗
适合局限在一侧胸腔内的肺癌，无论有无肺门、纵隔淋巴结转移(即分期早于ⅢA或ⅢB期)。
有下列情况者一般不做根治性放疗：
肺或全身广泛转移；
胸膜广泛转移有癌性胸腔积液；
癌性空洞或肿瘤巨大，估计放疗会促使空洞形成；
严重肺气肿，估计放疗后呼吸功能不能代偿者；
患者近期内出现心律不齐，提示心包或心肌有肿瘤侵犯者；
伴有严重感染，抗炎治疗不能控制者；
肝、肾功能严重受损，KPS＜60分者。
2．姑息性放射治疗
对很晚期肺癌进行姑息性放疗，原则上应不增加患者体质负担，争取减轻痛苦，缓解症状，改善生存质量，延长生命。
3．手术前放射治疗
对Ⅱ～Ⅲ期肺癌患者术前放疗能使原发肿瘤体积缩小，周围的癌性粘连退缩或转变成纤维性粘连，因而能使一些在技术上不能切除的肿瘤变为能切除，从而提高手术切除率；其次，能使手术范围缩小，如单纯手术需做全肺切除的患者，术前放疗后有时可改为肺叶切除，肺叶切除比全肺切除显著优越，提高生存质量。此外，术前放疗后肿瘤血管闭塞，能使手术操作中出血减少，也可减少手术操作中造成癌细胞播散的危险，减少伤口中癌细胞污染种植的机会。
4．手术后放射治疗
用于术前估计不足，手术切除肿瘤不彻底，术后病理证实手术切缘阳性、肺门和纵隔淋巴结转移的病例。手术中一般在局部残留灶放置银夹标记，以便放疗时能准确定位。
