Осложнения после лучевой терапии делятся на местные и общие. При направленном воздействии ионизирующего высокодозного излучения на опухоль осложнения могут возникать на поверхности кожи в виде покраснения, пигментации. раздражения. Обычно через несколько недель кожа востанавливается, но могут оставаться пигментные пятна.
У больных, получающих лучевую терапию на область головы и шеи, могут отмечаться осложнения в виде  покраснения и раздражения слизистой оболочки полости рта, сухость во рту, затруднение глотания, изменение вкусовых ощущений, тошнота. Реже возникают боль в ушах и припухлость. Облучение волосистой части головы сопровождается временным облысением.
При облучении области таза  и мочеполовой системы осложнения появляются в виде тошноты, потери аппетита, расстройства стула, частого мочеиспускания, кровяных и слизистых выделениях при дефекации и др.
Общие осложнения после лучевой терапии выражаются в быстрой утомляемости, анемии, нарушении обмена веществ, нарушении менструальных циклов, расстройстве желудочно-кишечного тракта, воспалении лимфатических узлов, урологических изменениях (лучевой цистит), нарушении сердечно-сосудистой системы, психическом состоянии и др.
Из поздних осложнений лучевой терапии следует отметить атрофию кожи, подкожной клетчатки и мягких тканей, запустевание лимфатических сосудов с развитием отеков, замедление роста и деформация костей, укорочение облученной конечности, асимметрия отдельных участков тела, остеопороз (разрежение костной ткани) и патологические переломы.
Возможно также появление рубцовых изменений в легких, поражение сердечной мышцы, катаракты и пр.