Η ακτινοβολία προκαλεί  περιφερική νευροπάθεια που είναι μια χρόνια αναπηρία
Η νευροπάθεια που προκαλεί η ακτινοβολία είναι προοδευτική και συνήθως μη αναστρέψιμη και συνήθως, εμφανίζεται αρκετά χρόνια μετά την ακτινοθεραπεία. Η εμφάνισή της είναι σπάνια, αλλά αυξάνεται με τη βελτιωμένη μακροπρόθεσμη επιβίωση του καρκίνου. 
Οι παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητοί. Η εκτεταμένη ακτινοβολία προκαλεί ίνωση, εκτός από την άμεση βλάβη στα νεύρα με αξονική βλάβη και απομυελίνωση και τις βλάβες στα αιμοφόρα αγγεία από ισχαιμία με τριχοειδική  βλάβη του δικτύου. 
Υπάρχει μεγάλη κλινική ετερογένεια των νευρολογικών βλαβών ανάλογα με το ποιες περιοχές ακτινοβολούνται. 
Η πιο συχνή μορφή είναι η νευροπάθεια του βραχιόνιου πλέγματος μετά την ακτινοβόληση του μαστού για καρκίνο, ενώ η επανεμφάνιση του όγκου διακρίνεται με τη βοήθεια της μαγνητικής τομογραφίας και τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίου. Η ακτινοβολία που δινόταν ήταν 60Gy σε κλάσματα των 5Gy στη δεκαετία του 1960  και 50Gy σε κλάσματα των 2Gy σήμερα με λιγότερο από 1% κίνδυνο για νευροπάθεια του βραχιόνιου πλέγματος. 
Νευροπάθεια μπορεί να προκληθεί και μετά από ακτινοβολία όρχεων (οσφυοϊερή)  ή νόσο του Hodgkin. 
Ελπιδοφόρα μηνύματα για  θεραπείες με αντιοξειδωτικά για την προφύλαξη κατά την ακτινοβολία που προκαλεί ίνωση προτείνονται για όσους κάνουν ακτινοθεραπεία για τη βελτίωση της καθημερινής ποιότητας ζωής αυτών που είναι μακροχρόνια επιζώντες του καρκίνου.