由于胸腺肿瘤的细胞对放射线较为敏感，因而放射治疗在胸腺瘤的治疗中占有相当重要的地位。放疗指征：
(1)对浸润型胸腺瘤，无论手术切除是否完整，术后一律应给予放疗。
(2)对非浸润型胸腺瘤(即Ⅰ期良性胸腺瘤)多数学者主张术后不需给予放疗，仅须密切观察随访。但也有学者认为：即使Ⅰ期胸腺瘤，术后也应补加放疗。
(3)晚期胸腺瘤即包括胸内转移、心包内转移、胸膜肺转移等。只要病人状况尚可，均应积极地给予局部放疗。包括对已有转移存在的锁骨上淋巴结区域的放疗。
(4)对肿瘤体积大或合并上腔静脉梗阻病人可行术前放疗。当瘤体缩小后再选择手术切除。并有防止术中胸膜转移的作用。
(5)在有条件的医疗单位，提倡对手术残留病灶或术中无法切除的巨大病灶行术中放疗。