Οι παρενέργειες της θεραπείας με ακτινοβολία περιλαμβάνουν κόπωση, ναυτία, απώλεια μαλλιών, χαμηλό αριθμό αίματος και ερεθισμούς του δέρματος. Η ίδια η θεραπεία είναι ανώδυνη, αλλά η βλάβη που προκαλείται στα γύρω υγιή κύτταρα μπορεί να οδηγήσει σε δυσάρεστες παρενέργειες. Δεν παρουσιάζουν όλοι οι ασθενείς τα ίδια αποτελέσματα και η σοβαρότητά τους ποικίλλει επίσης από ασθενή σε ασθενή. Οι παρενέργειες μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο ομάδες, γνωστές ως παρενέργειες οξείας ακτινοβολίας και όψιμες παρενέργειες ακτινοβολίας.
Οι οξείες παρενέργειες ακτινοβολίας εμφανίζονται κατά το στάδιο της θεραπείας και μπορεί να διαρκέσουν από αρκετές εβδομάδες έως αρκετούς μήνες μετά την ολοκλήρωση των θεραπειών. Η ναυτία είναι μια από τις παρενέργειες της θεραπείας με ακτινοβολία που δεν επηρεάζει όλους τους ασθενείς, αλλά όταν εμφανίζεται, συνήθως συμβαίνει περίπου δύο ώρες μετά τη θεραπεία. Η κόπωση είναι αρκετά συχνή μεταξύ των ασθενών και επηρεάζει επίσης μερικούς ανθρώπους περισσότερο από άλλους. Ένας χαμηλός αριθμός αίματος, ιδιαίτερα των λευκών αιμοσφαιρίων, μπορεί να συμβεί εάν οι λεμφαδένες έχουν υποστεί βλάβη ή εάν ο μυελός των οστών εκτεθεί σε ακτινοβολία.
Οι παρενέργειες της θεραπείας με ακτινοβολία μπορεί επίσης να επηρεάσουν το δέρμα, με αποτέλεσμα το δέρμα να είναι κόκκινο, υγρό και να κλαίει καθώς και ξηρό και φολιδωτό δέρμα. Οι δερματικές αντιδράσεις γενικά εμφανίζονται μόνο στην υπό θεραπεία περιοχή και είναι χειρότερες στις περιοχές όπου το δέρμα αναδιπλώνεται φυσικά. Η βλεννογονίτιδα, η οποία είναι μια φλεγμονή των βλεννογόνων στην πεπτική οδό, μπορεί να εμφανιστεί εάν η ακτινοβολία έρθει σε επαφή με οποιονδήποτε από τους βλεννογόνους στο στόμα, τον οισοφάγο, το έντερο ή το ορθό. Η τριχόπτωση είναι μια άλλη παρενέργεια που εμφανίζεται μόνο στην περιοχή όπου έγινε η ακτινοθεραπεία.
Οι καθυστερημένες παρενέργειες της ακτινοβολίας περιλαμβάνουν ουλές και ίνωση, που μπορεί να μειώσουν την ελαστικότητα στους προσβεβλημένους ιστούς. Σε σπάνιες περιπτώσεις, λευχαιμία και άλλοι καρκίνοι μπορεί να αναπτυχθούν στις περιοχές που εκτίθενται στην ακτινοβολία. Εάν οι ιδρωτοποιοί αδένες καταστραφούν, μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένη εφίδρωση. Οι κατεστραμμένοι δακρυϊκοί αδένες μπορεί να οδηγήσουν σε ξηροφθαλμία και οι κατεστραμμένοι σιελογόνοι αδένες μπορεί να οδηγήσουν σε ξηροστομία. Υπογονιμότητα μπορεί επίσης να συμβεί εάν οι σεξουαλικοί αδένες έχουν υποστεί βλάβη από την ακτινοβολία.
Η σοβαρότητα των παρενεργειών της ακτινοθεραπείας διαφέρει από άτομο σε άτομο. Όσοι έχουν γενικά καλή υγεία συνήθως δεν παρουσιάζουν τις παρενέργειες στον ίδιο βαθμό με εκείνους με κακή υγεία. Ορισμένα φάρμακα, η εντόπιση και ο τύπος του καρκίνου καθώς και η ποσότητα ακτινοβολίας που χορηγείται παίζουν σημαντικό ρόλο στη σοβαρότητα των παρενεργειών της ακτινοθεραπείας.