El empleo conjunto de radioterapia y quimioterapia en el cáncer de pulmón no metastásico (microcítico y no microcítico) permite combinar los beneficios de la radioterapia en términos de control local con aquellos conseguidos por la quimioterapia erradicando la enfermedad micrometastásica. Diversos estudios aleatorizados han demostrado que la radioterapia radical combinada con quimioterapia mejora la supervivencia de estos pacientes, a expensas de un incremento de la toxicidad. El desarrollo tecnológico y los avances en programas informáticos han posibilitado la introducción de nuevos aceleradores lineales comunicados con sofisticados sistemas de planificación tridimensional que permiten administrar dosis mayores de irradiación al volumen tumoral diana y menores dosis de irradiación sobre estructuras sanas (pulmón, corazón, esófago y médula espinal). El resultado final es un incremento del índice terapéutico debido a un probable beneficio en el control local y una disminución de los efectos adversos de la irradiación. El volumen de irradiación, la dosis total a administrar, el fraccionamiento de la dosis, el tipo de esquema de combinación de la radioterapia con la quimioterapia, así como la influencia en la supervivencia de la irradiación cerebral profiláctica en el caso del cáncer microcítico de pulmón son temas de discusión en la actualidad.