关于分子靶向治疗药物与化疗合用的研究很多，并且取得了一定的成就。但放疗和分子靶向治疗药物合用的研究相对偏少。较为肯定的有，放疗联合西妥昔单抗(爱必妥)治疗头颈部鳞癌，较单纯放疗明显地提高了疗效，因此得到了美国等国家药品主管部门的批准。在不能手术的局部晚期或已经转移的非小细胞肺癌，常用吉非替尼（易瑞沙)或厄洛替尼（特罗凯)联合放疗治疗肺癌，这时放疗往往用来对付脑转移、骨转移或肺的局部病灶，分子靶向药物用来对付转移或潜在转移的病灶，许多病人得到了不错的效果，较长期生存者并不少见，尤其是在老年人。同样的模式，舒尼替尼(索坦）、索拉非尼（多吉美)也和放疗联合用于肾癌的治疗。肿瘤内分泌治疗也可以参照类似做法。