Лучевая химиотерапия успешно применяется при плоскоклеточном раке пищевода. Лучевая химиотерапия по выживаемости конкурирует с хирургическим лечением, так как после нее меньше происходит осложнений и летальных исходов. Лучевая химиотерапия показана при плоскоклеточном раке и аденокарциноме пищевода, так как эти опухоли относятся к радиочувствительным.
На практике лучевая химиотерапия применяется как предоперационная терапия и входит в программу комбинированного лечения опухолей.

Рак пищевода признан наиболее химиочувствительной опухолью желудочно-кишечного тракта. В рамках комбинированного лечения с применением неоадъювантной химиотерапии  и оперативного вмешательства, предоперационная  химиотерапия химиопрепаратами имеет все-таки преимущество в силу наличия её системного действия по сравнению с предоперационной лучевой терапией.

Поэтому применение лучевой химиотерапии ограничивается ролью уменьшения местной распространенности опухоли и снижения риска диссеминации опухолевых клеток во время операции. Для лечения отдаленных матастазов обычная предоперационная химиотерапия выигрывает перед лучевой химиотерапией.

Широко использовать метод лучевой химиотерапии мешает плохая статистика эффективности и выживаемости после ее применения из-за возникающих осложнений. Следовательно, лучевая химиотерапия должна применяться только у пациентов, включенных в клинические исследования до тех пор, пока не будут получены убедительные данные об эффективности неоадъювантного химиолучевого лечения. Несмотря на значительное снижение токсичности химиолучевого лечения за последние годы, всё же смертность в группе с неоадъювантным лечением (13%) в три раза выше, чем в группе с хирургическим лечением (4%).

Лучевая  химиотерапия предлагается больным, у которых хирургическое вмешательство носило не радикальный характер в силу наличия опухолевых клеток по линиям резекции препарата. На сегодняшний день данные об эффективности лучевой химиотерапии отсутствуют. Поэтому на современном этапе развития онкологии, лучевая химиотерапия как метод радикального лечения ранних форм рака пищевода должна рассматриваться только при наличии противопоказаний к хирургическому вмешательству.