A radioterapia pode ser uma opção terapêutica para os casos de contraindicação cirúrgica ou de tumores grandes ou localizados em regiões de difícil acesso cirúrgico. Pode ser utilizada também como terapia adjuvante, para destruir células cancerosas remanescentes da cirurgia e, assim, diminuir o risco de recidiva da doença.

Na radioterapia, utilizam-se radiações ionizantes para impedir o crescimento ou destruir as células cancerosas. As radiações mais utilizadas no tratamento de câncer da pele são as eletromagnéticas (raios X ou raios gama) e os elétrons, disponíveis em aceleradores lineares de alta energia.

A radioterapia pode oferecer boas taxas de cura. As desvantagens são a impossibilidade de fazer a avaliação histológica do tumor e os efeitos colaterais como fadiga, vermelhidão, lesões cutâneas, perda de cabelo e náuseas, dentre outros. No entanto, a maior parte desses efeitos colaterais cessa após o término do tratamento.