中山医院肿瘤放射治疗始于1947年，有60余年历史，是全国较早开展放射治疗的单位之一。目前拥有4台直线加速器和1台螺旋断层放疗系统（Tomotherapy），2台人体模拟定位机及7台放射治疗计划系统和2台大孔径CT，且有一支结构合理、经过良好专业技术训练、经验丰富的专业医护及技术人员队伍。
中山医院肿瘤放疗科安装了先进的螺旋断层放射治疗系统（Tomotherapy），同时配备了四维CT和呼吸门控系统等，可以轻松而准确地实现图像引导放疗技术。TOMO放疗适应于全身各种肿瘤，特别是多发病灶和紧邻重要脏器或组织的肿瘤更显出其优势，原则上可以在人体内实现各种要求的剂量分布，以达到在充分保护正常器官的前提下，增加靶区照射剂量，从而提高肿瘤治疗的疗效。
中山医院放疗科依托综合性大医院的优势，走有中山医院特色的肿瘤综合治疗之路，与临床各科室密切配合，联合成立了多个肿瘤综合治疗中心，使肿瘤患者获得更合理的治疗，从而减少医疗费用，提高治疗效果。作为上海市重点临床学科肝脏肿瘤诊治中心的一部分，肝癌的放疗是特色之一，在国外医学杂志发表近50篇国际公认有价值的SCI论著。荣获2005年第6届上海市临床医疗成果奖、2006教育部科技成果一等奖、2008年国家科学技术二等奖和2010年中华医学科技二等奖。承担国家自然科学基金4项，教育部或上海市科委基金4项。与肺科、胸外科联合成立肺部肿瘤综合治疗中心。参与中山医院肠癌、乳腺癌、胃癌、食管癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、胆道肿瘤以及腹膜后肿瘤多学科诊治团队（MDT）。此外，在泌尿系统肿瘤（肾癌、膀胱癌、前列腺癌）以及脑肿瘤病人的综合治疗方面，亦有相当实践经验。
