陕西省肿瘤医院放疗科(放射治疗科一病区)是陕西省优势专科，是西北地区最早成立的肿瘤放射治疗专科之一。近年来科室在临床和科研方面取得了长足发展，病区现有45张床位，有主任医师2人，副主任医师2人，主治医师4人，医护人员共26人，其中硕士及以上学历6人，在读博士2人，留美访问学者1人。
科室专业定位于头颈部肿瘤、肺癌为主的胸部肿瘤放疗，精于头颈部肿瘤、肺癌的常规、精确放疗及放化疗综合治疗，尤其是鼻咽癌、下咽癌、喉癌、非小细胞肺癌、小细胞肺癌、脑瘤等恶性肿瘤的放射治疗。肿瘤加温治疗的临床应用在国内处于领先地位。
对于肿瘤的治疗，放疗科始终坚持规范化、多学科协同诊疗(MDT)，注重手术、放疗、化疗及生物治疗的综合治疗，特别注重保留患者的器官功能、提高患者的生活质量。对疑难病例进行会诊，在院内开展了多学科协作的会诊制度，经常邀请放射诊断、病理、肿瘤内科、肿瘤外科等相关科室专家，进行病案讨论，制定最佳的综合治疗方案。
随着放疗技术的蓬勃发展，放疗患者获得了更高的治疗有效性，更低的严重并发症发生率；对于放射治疗以往只能手术治疗的早期非小细胞肺癌、胰腺癌、肝癌患者，因老年或医学原因无法耐受手术的患者，提供了另一条无创根治的有效手段。
放疗科医护人员具有丰富的、防治放射治疗不良反应的一套措施，包括口腔黏膜炎、放射性皮肤反应、放射性肺炎、放射性食管炎、放射性直肠炎的防治手段。
放疗科在进行大量临床工作的同时，积极开展各项科研工作，科内先后承担省级科研课题7项，厅级课题2项、院所课题2项，参加国内协作项目2项，多年来共发表学术水平的论文30余篇。出版专著1部，参与译著1部。
放疗科十分重视专科建设和人才培养，加强专业人才梯队建设，把技术过硬、良好职业道德、有开拓精神的业务骨干，分层次、多形式重点培养。
医护人员分别在美国、中科院肿瘤医院、上海肿瘤医院等著名院校经过系统培训学习，实时掌握放射治疗及肿瘤相关最新进展。