A radioterapia 2D é conhecida como convencional, seu tratamento consiste em radiações ionizantes que ajudam a inibir ou destruir células anormais que formam um tumor. O objetivo desta técnica é localizar o alvo que precisa ser tratado, por isso o médico precisa utilizar uma radiografia, conhecida por muitos como raio-x, para obter precisão no tratamento.
Durante a sessão, o raio é posicionado através de 2 a 4 direções no corpo do paciente, podendo ser pela frente, por trás e pelos lados, visando o melhor ângulo do tumor. A Radioterapia 2D muitas vezes se aplica aos tratamentos de sarcomas de extremidades, alguns tipos de linfomas, metástases ósseas e cerebrais.