A radioterapia externa para tumores localizados nas profundezas do corpo é limitada pelo facto de a radiação ter de passar através dos tecidos normais que envolvem o tumor, limitando assim a dose disponível para tratar o tumor. Uma forma de ultrapassar esta desvantagem é utilizar radioterapia intra-operatória, onde a radiação é dirigida ao tumor exposto ou ao leito do tumor e uma grande dose de radiação de tratamento é administrada à área de tratamento de uma só vez enquanto o paciente está sob anestesia. A radioterapia intra-operatória é uma irradiação única de alta dose do tumor, leito tumoral, tumor residual, área invasiva ou metástases linfonodais, posicionada sob visão directa e dirigida precisamente ao tumor, leito tumoral, tumor residual, área invasiva ou metástases linfonodais, evitando e reduzindo a exposição de órgãos e tecidos vitais nas proximidades do tumor, maximizando a protecção dos tecidos normais, melhorando o controlo local, sem aumentar as complicações cirúrgicas ou a mortalidade, sem atrasar a recuperação, e permitindo o tratamento pós-operatório. A radioterapia ou quimioterapia externa pós-operatória pode ser administrada como planeado para melhorar ainda mais os resultados.