Radioterapia jest zasadniczą metodą leczenia chorych na złośliwe glejaki mózgu poddanych diagnostycznemu lub cytoredukcyjnemu zabiegowi neurochirurgicznemu. Wpływ leczenia operacyjnego na przeżycie pacjentów ze złośliwymi glejakami mózgu pozostaje dyskusyjny. Część badaczy sugeruje, że chorych po zabiegu resekcji, opisanym jako całkowite usunięcie guza, cechują dłuższy czas przeżycia i lepsza jakość życia w porównaniu z grupą chorych po częściowej resekcji lub biopsji guza mózgu. Opublikowane wyniki wielu badań dowodzą, że radioterapia jako leczenie uzupełniające wpływa na jakość życia pacjentów oraz wydłuża przeżycie, jak również okres stabilizacji objawów. We wczesnych badaniach Brain Tumor Study Group (BTSG) wykazano korzyści terapeutyczne w grupie chorych napromienianych na obszar całego mózgowia, otrzymujących dawkę całkowitą promieniowania jonizującego w przedziale 50,0-60,0 Gy, z uzupełniającą chemioterapią lub bez niej, w porównaniu z grupą osób poddanych wyłącznie zabiegowi operacyjnemu lub leczonych tylko objawowo (p = 0,001). Próby zwiększenia dawki całkowitej przez zastosowanie niekonwencjonalnych schematów frakcjonowania dawki promieniowania jonizującego, a także za pomocą brachyterapii nie przyniosły oczekiwanego skutku. Według niektórych autorów dodatkowe zwiększenie dawki za pomocą radiochirurgii stereotaktycznej może poprawić wskaźnik terapeutyczny. W ciągu ostatnich 2 dekad powszechnie uważano, że związki nitrozomocznika, zwłaszcza karmustyna (BCNU), są najbardziej aktywnymi lekami w schematach chemioterapii u chorych na złośliwe glejaki mózgu. Autorzy opublikowanej w 1993 roku metaanalizy, opartej na wynikach 16 randomizowanych badań obejmujących ponad 3000 chorych, dowodzili, że uzupełniająca chemioterapia po leczeniu chirurgicznym i radioterapii zwiększa odsetek przeżyć jednorocznych i 2-letnich o odpowiednio 10% i 8,6%. W większości przypadków cytowane badania były obciążone błędami metodologicznymi. Obiecujące perspektywy w leczeniu chorych na złośliwe glejaki mózgu stwarza wieloośrodkowe badanie III fazy z jednoczesnym zastosowaniem pooperacyjnej radiochemioterapii z użyciem temozolomidu. Stupp i wsp. w badaniu III fazy wykazali, że średni czas przeżycia chorych w grupie poddanych terapii skojarzonej wyniósł 14,6 miesiąca, a w grupie kontrolnej - 12,1 miesiąca. Odsetek przeżyć 2-letnich w obu grupach wyniósł odpowiednio 26,5% i 10,4%.