Dank der Schutzfunktion von Radioprotektoren kann die Strahlendosis bei einer gegen bösartige Tumoren (Krebs) gerichteten Strahlentherapie erhöht und so die Wirksamkeit der Therapie gesteigert werden. Daneben gibt es auch Radiosensitizer, die die Empfindlichkeit von bösartigen Tumorzellen gegenüber ionisierender Strahlung erhöhen. Bereits 1921 beschrieb der deutsche Röntgenologe Hermann Holthusen (1886–1971), dass Sauerstoff die Empfindlichkeit von Zellen erhöht.