Oltre che con la chirurgia, molto spesso la radioterapia viene associata a trattamenti di chemioterapia con antineoplastici. In questi ultimi anni, si sta inoltre affermando come valida associazione alla radioterapia, il trattamento di ipertermia oncologica. Tale terapia, riconosciuta dal sistema sanitario nazionale italiano (codice prontuario 9985.2), risulta in un potenziamento dell'effetto della radioterapia consentendo la riduzione delle dosi di radiazioni alle quali si deve sottoporre il paziente con evidenti benefici in termini di riduzione degli effetti collaterali. La radioterapia viene anche combinata con immunoterapia e con terapia con anticorpi monoclonali.