Radioterapija, obsevalna terapija[1] ali zdravljenje z obsevanjem[2] (pogovorno tudi samo obsevanje) je način zdravljenja, pri katerem uporabljamo ionizirajoče sevanje. Radioterapija v kombinaciji z kirurgijo in sistemskim zdravljenjem (kemoterapija) predstavlja eno izmed temeljnih načinov zdravljena raka.
Radioterapija je veja medicinske stroke, katere je namen zdravljenje malignih (tumorji) in nemalignih bolezni. Uvrščamo jo med lokalne načine zdravljenja, saj je radioterapevtski učinek izključno omejen na mesto absorbcije ionizajočih žarkov. V procesu zdravljenja je potrebno aktivno sodelovanje multidisciplinarnega tima različnih zdravstvenih poklicev, kot so: zdravnik radioterapevt (specialist radioterapije, onkolog), radiološki inženir (operater linearnega pospeševalnika) in medicinski fizik (izdelovalec obsevalnega načrta).
Z radioterapijo pa lahko zdravimo tudi nemaligne procese, kot so akustični nevrom ali schwannom, Gravesovo oftalmopatijo, heterotropne osifikacije kosti.[3]