Rispetto ai trattamenti radioterapici convenzionali (noti ad esempio con la sigla 3D-CRT), la tomoterapia, come del resto la IMRT o la VMAT (IMRT e VMAT sono tecniche moderne di radioterapia possibili anche con acceleratori lineari di attuale generazione), consente un'irradiazione maggiormente accurata del bersaglio, con migliore salvaguardia dei tessuti circostanti e la possibilità in una stessa seduta di trattare più di un bersaglio e con dosi più elevate e circoscritte, con maggiore efficacia del trattamento.