放疗科成立于1987年，属广东省内三甲肿瘤专科医院的大型放疗科室，为博、硕士学位授予点及博士后流动站学科，是30多个国家及省市学术团体的主委或副主委承担科室。目前5个住院病区开设床位200余张，拥有员工200余人，其中高级职称（主任级别）30余人，博士、硕士生导师20余人，技术力量雄厚，被评为广东省临床重点专科、广州市医学重点学科、广州市高水平建设临床重点培育专科、广州医科大学临床重点专科，为广东省鼻咽癌防治科技教育基地依托科室，获广东省放射治疗最强科室推荐。放疗科兼设广州医科大学放射肿瘤学教研室，也是全国首批住院医师规范化培训基地—放射肿瘤科专业基地。

科室分为鼻咽癌/头颈肿瘤、胸部肿瘤、腹盆肿瘤三大亚分科，实现了鼻咽癌、头颈肿瘤、中枢神经肿瘤、肺癌、食管癌、乳腺癌、宫颈癌、肝癌、结/直肠癌等肿瘤的单病种规范化治疗管理，放射治疗患者总数平均每年3000余人次。科室现有高端TOMO断层放疗（陀螺刀）1台、进口直线加速器4台、Elekta近距离三维后装治疗机1台、大孔径CT模拟机1台及常规X线模拟机1台，UNI3000均匀场微波热疗机1台。功能强大的放疗计划系统辅助先进放疗信息化网络管理系统，实现高端的放疗与质控。近年来科室已开展TOMO断层放疗（俗称“陀螺刀”）、容积调强放疗（VMAT）、立体定向放射治疗(SRT/SBRT)、自适应放疗（ART）、4D放疗、图像引导调强放疗（IGRT）、普通调强放疗（IMRT）、三维后装放疗、肿瘤热疗、免疫热疗、CT/MRI融合定位、PET-CT融合放疗定位等各项先进治疗与定位技术，综合治疗与放疗达国际先进水平。建设中的南沙分院筹备质子放疗将是我科技术向世界顶尖水平迈进。