En la terapia de radiación de haz externo, la radiación es producida por una máquina llamada acelerador linear. Se emiten cortas ráfagas de rayos X desde la máquina hacia su cáncer. Los rayos X vienen desde afuera hacia adentro en forma cuadrada, y el oncólogo en radiación diseña bloques especiales o utiliza colimadores especiales dentro de la máquina misma para darle forma al haz de radiación para que ésta trate al cáncer y la menor cantidad posible de tejido normal.

En general, la radiación no se utiliza en el tratamiento de la leucemia, excepto cuando un paciente ha sido preparado con un trasplante de médula ósea o en casos de leucemia crónica. Algunas veces se podría necesitar la irradiación local en el bazo si una gran cantidad de células leucémicas han bloqueado dicho órgano; en tal situación, la irradiación pueden ser una alternativa a la extirpación quirúrgica del bazo.