Die IMRT stellt eine Weiterentwicklung der 3-D-konformalen Bestrahlung dar und ist technisch, personell und zeitlich aufwändiger. Mithilfe der Wolframlamellen (MLC) im Beschleunigerkopf kann jedes Bestrahlungsfeld aus vielen kleineren Segmenten zusammengesetzt werden. Dazu werden die Lamellen computergesteuert exakt in die gewünschte Position gefahren. Jedes Feld-Segment trägt seinen Beitrag zur Bestrahlungsdosis bei, so dass das gesamte Bestrahlungsfeld an manchen Stellen mehr Dosis abgibt, als an anderen (die Intensität der Strahlung wird „moduliert“). Wenn das aus verschiedenen Einstrahlrichtungen wiederholt geschieht, kann die Dosis perfekt an den Tumor angepasst werden, während die Umgebung geschont wird.