對無手術指征的中晚期肝癌的放射治療是以姑息治療為目的，對有手術指征而放棄手術的小而局限的肝癌可以根治性治療作為目的。兩種目的的放療均只包括原發腫瘤，不必包括肝的淋巴引流區域。
對於有門脈癌栓的患者，手術及介入治療無法取得好的效果，放射治療具有獨特優勢。
對巨塊型肝癌，只作局部放療；對巨塊型伴有肝內播散者，先行局部腫塊照射。若局部腫瘤對放射有反應，出現腫瘤消退，則再行全肝放療，否則，放棄全肝放療。
對彌漫型肝癌，一開始即行全肝放療。對原發腫瘤局限，最大直徑<6cm，伴或不伴局限性肝門淋巴結轉移者，可選用立體定向放射治療，其中，對不伴肝門淋巴結轉移者，可行根治性立體定向放療。
原發性肝癌放射治療的指征沒有嚴格的界定，但下列條件可供參考：
①一般情況好，能耐受放射反應，沒有嚴重的肝功能損害和肝硬化，無黃疸、腹水，腫瘤局限而且發展緩慢，無遠處轉移的病人，可行高姑息或根治性放射治療；
②對腫瘤已有肝內播散或彌漫型肝癌，一般情況好，無黃疸、腹水者可行姑息性全肝放療；
③腫瘤位於第一肝門區，壓迫肝門所引起的黃疸和腹水，可試行肝門區放療，以緩解梗阻症狀；
④肝癌引起的骨轉移劇痛或椎管轉移、腦轉移引起癱瘓，也可采用放療緩解症狀。
此外，伴有門靜脈癌栓的患者，由於無法行手術和介入治療，因此放療是首選的治療手段。
