Als 4D Radiotherapie werden alle Techniken bezeichnet, bei denen die Bewegung des Tumors während der Behandlung und auch während der Planung berücksichtigt wird. Dazu macht das TC System des Bilderhalts des Patienten nicht nur Bilder zu einem bestimmten Zeitpunkt, sondern es erhält eine Reihe von Bildern im Behandlungsbereich in den verschiedenen Positionen, die die Behandlungszone einnehmen kann. Im Planungssystem können diese Bilder dargestellt werden, indem man die wirkliche Bewegung des Patienten reproduziert.
Diese Technik wird hauptsächlich bei Verletzungen an den Lungen verwendet, die eine große Beweglichkeit haben, und immer dann, wenn der Zustand des Patienten es erlaubt.
Am IMOR-Institut verwendet man es in der „GATING“-Modalität. Diese besteht darin, den Tumor nur dann zu bestrahlen, wenn er eine bestimmte Position einnimmt, so dass gesundes Gewebe nicht bestrahlt wird.