放射治疗是用高能量的X射线或其它射线来杀死癌细胞的治疗方法。放射治疗有两种，即外放射疗法和内放射疗法。外放射是通过加速器在体外发出射线杀死癌细胞。内放射则用针或施源管，将放射性同位素直接放入或接近肿瘤的地方。病人在实施放射治疗的时候可以同时用一种叫放射增敏剂，这样可提高癌细胞对射线的敏感度。

另一种较新的放射治疗方法使用同位素标记的抗体帮助把放射性射线引至肿瘤处。放射性同位素被附加在抗体上，这种抗体是由实验室研制的。这些以肿瘤细胞为目标的同位素抗体被注射到人体内，附加在抗体上的同位素就会杀死肿瘤细胞。

放射治疗并不是原发性肝癌的首选治疗方法。但外放射治疗可以用作不能接受手术治疗的病患的辅助选项之一。