隨著醫學界對腫瘤免疫學的逐漸理解，與放射治療治療聯合免疫治療應用相關知識的進一步瞭解。有許多的研究以放射治療和免疫聯合為基礎的治療, 勢必將來能夠在局部和整體上加強對腫瘤的控制。
大約一半的新診斷的癌症患者及很多晚期或復發性癌症患者接受過放射線治療，需要通過放射線治療直
接殺傷腫瘤細胞來控制癌症。但是，現行放射線治療的放射劑量和治療計畫都是依據過去治療經驗制定的。儘管早期的臨床研究表明放射線治療可以導致照射區域和其他遠端的未被照射區域發生重要放射線免疫反應—。而那些未被照射的區域是由於其發生了所謂的“遠隔效應Abscopal effect”後，可產生相應的療效，目前遠隔效應所產生的機制並不十分清楚也未被充分臨床充分利用。
最近的許多研究已經透露出了遠隔效應潛在的免疫機制，為發展放射治療結合免疫治療開啟了癌症治療的新紀元。
隨著近年來癌症免疫治療領域屢屢取得突破性的進展，放射線治療結合免疫治療很可能在未來的十年徹底改變許多種癌症的標準治療，所以深入理解放射線治療的免疫效應，絕對是有需要的。
放射線治療一直是癌症治療中的一種標準治療方法，放射線治療會誘導不可逆的DNA損傷和癌細胞死亡，從而針對快速增殖的癌細胞，達到抑制腫瘤的作用。在放射線照射癌症，殺傷局部腫瘤細胞的同時，腫瘤相關抗原的釋放與表達都增加，如此使得癌症造成的免疫抑制微環境的情形得到改善，因而啟動了特異性T細胞免疫反應而促使癌細胞形成了”原位疫苗”。
如果給予合適的放射線治療劑量與分割模式，以及在最佳時機聯合相呼應的免疫治療藥物，如免疫檢查點抑制劑，很可能可以殺傷千里之外的癌細胞，啟動免疫毒殺反映去破壞放射線治療照野以外的遠處癌轉移病灶。
目前將處理過的自體腫瘤或異體腫瘤製成的疫苗，或是基因工程製作的疫苗都可以激發機體對抗腫瘤的特異性免疫反應。目前通過接種腫瘤疫苗或腫瘤相關抗原疫苗, 配合進行針對腫瘤局部的放射線治療, 在一些研究中已經取得了步錯的效果, 但如何作用之機制還需要進一步證實。也有研究發現放射線治療過程中伴隨腫瘤特異性免疫反應的啟動，如搭配免疫檢查點抑制劑，對於放射治療免疫反應的啟動效果是非常重要，但其中機制一直不清楚。
近年來也有大量研究發現，腫瘤微環境中的基質細胞或是基質細胞所分泌的生物細胞激素，對於癌細胞的轉移以及抗藥性的產生是一大“幫兇”。放射線治療除了具有直接殺傷腫瘤細胞的作用,還會引起腫瘤微環境中的免疫細胞數量及其功能的改變,從而影響抗腫瘤的免疫功能。
放射線治療能夠增加部分免疫細胞於腫瘤及周遭淋巴結的浸潤，增強或抑制免疫細胞的功能，從而啟動或抑制機體的抗腫瘤免疫功能。所以如何妥善應用放射線治療放療對微環境中的免疫細胞數量及功能的影響,對未來腫瘤的治療具有關鍵的角色。
儘管放射線治療聯合免疫治療癌症的臨床研究尚處於萌芽期, 但研究人員在細胞激素或疫苗聯合放射線治療癌症的領域中取得了一定的進展。免疫檢查點抑制劑與放射線治療聯合可增加腫瘤的局部控制率和減少腫瘤潛在的轉移率，這也已經為免疫治療聯合放射治療提供重要方向。但是，仍需大量的研究來證實如何提高放射線治療聯合免疫治療的療效。
免疫治療也可作為少量轉移性腫瘤的標準治療，搭配大劑量放射線的輔助治療，放射線治療所導致的原位腫瘤疫苗效應結合免疫治療的局部及系統性效應，可以降低腫瘤遠處轉移的風險。
免疫治療也有望作為標準放化療的輔助治療。免疫治療可能可以增加標準放化療通過放射線治療和免疫調節劑的局部性和系統性協同作用，來增加對腫瘤的局部控制率和降低遠處轉率的療效，最終提高疾病控制的時間，並有望提高治癒率。
放射線治療也有可能增強免疫治療，藉以增加對特異性腫瘤殘餘灶的療效。
放射線治療作為免疫治療聯合的部分, 正在受到越來越多的關注。隨著進一步的研究, 一旦證實放射線治療與免疫治療聯合應用的確切臨床效果和作用機制, 將有可能利用已有的治療方法和設備形成一種全新的癌症治療方法。
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