腔内放疗指将放射源植入人体的天然的管腔中，如食管、宫颈、直肠、阴道等，最大优点为局部剂量极高。因为放射源紧贴肿瘤部位，在肿瘤的周边，也就是同正常组织交界的部位，剂量较小，所以对于保护正常组织器官非常有益，对肿瘤的杀伤作用较大。如食管癌放疗过程中，进行食管外照射后，若还残留食管的癌组织，可以补充食管管腔内的内照射。

若外照射结束1-2年后，癌症再次复发，可在局部管腔内植入放射源，对复发的肿瘤组织进行近距离的放疗，对肿瘤周围的血管损伤比较小。最常用的是宫颈癌的后装治疗，即在外照射后将放射源植入宫腔，进行后装治疗，也属于腔内治疗，所以腔内治疗通常作为外照射的补充治疗。