放疗对癌细胞dna的间接作用，需要氧的存在。换句话说，如果癌组织内缺氧，则放射线便不能发挥电离作用。有人统计，在晚期癌肿尤其是体积甚大的癌肿内，至少30%癌细胞处于缺氧状态。也有人估计，如果癌细胞与营养它的毛细血管之间距离超过150微米，癌细胞便不能得到充足的氧。在缺氧情况下，无论是60钴的γ线，还是加速器的高能x线，均不能有效产生自由基，也就不能有效地引起癌细胞死亡。
另外，癌细胞的增殖有周期。有的处于静止状态，称为细胞增殖的g0期。一定时间以后，静止状态的癌细胞进入合成期，即m期，然后又可进入g0期，如此周而复始。放射线只能杀灭增殖状态即m期癌细胞，而对静止期癌细胞无能为力，即使这些癌细胞受到损伤，也往往损伤不严重，细胞内dna可迅速修复而重又活跃。
为了克服上述难，放疗应有节律进行，一般每天一次，每周进行5次。这样可以有一休整期，让那些处于静止状态的癌细胞和处于缺氧状态的癌细胞转变为增殖状态的含氧量高的癌细胞，从而提高对放疗的敏感性。
