В обзоре обсуждаются фундаментальные физические идеи, над которыми работают физики и медики для совершенствования и создания новых высокотехнологичных радиационных методов лечения онкологических заболеваний. Представлен спектр современных физических исследований в области радиационных технологий для медицины: подходы к развитию методов лучевой терапии и диагностики на пучках фотонов, электронов и протонов, а также примеры внедрения в них элементов искусственного интеллекта, создание новых методов контроля дозы. Эти подходы, основанные на уникальных физических идеях, находятся в состоянии разработки и внедрения непосредственно в медицинскую практику лучевого лечения и диагностики. Описан их физический смысл, перспективы их будущего использования для лечения онкологических больных. Описана роль Московского университета в развитии широкого круга научных исследований мирового уровня для радиационной медицины совместно с учеными из медицинских онкологических учреждений.