کاربرد شتاب‌دهنده‌های خطی یا LINAC تنها محدود به آزمایشگاه‌های فیزیک ذرات همچون شتاب‌دهنده‌ی CERN نیست. یکی از کاربردهای رایج این شتاب‌دهنده‌ها در حوزه‌ی پرتو درمانی یا radiation therapy است. امروزه حدود ۴۵ درصد از بیماران بهبود یافته از سرطان، کسانی هستند که به وسیله‌ی پرتودرمانی به تنهایی یا پرتودرمانی به همراه عمل جراحی و شیمی درمانی، بهبود یافته‌اند.
اما این شتاب‌دهنده‌ها از چه بخش‌هایی تشکیل شده است و اساس عملکرد آن‌ها به چه صورت است؟
نخستین قسمت این شتاب‌دهنده‌ها یک تفنگ الکترونی (همانند تلویزیون‌های قدیمی crt) است. تفنگ الکترونی از یک کاتد و یک آند تشکیل شده است. از آنجایی که بار الکتریکی الکترون منفی است، با داغ شدن کاتد (الکترود منفی)، الکترون‌ها از سطح آن جدا شده و به سمت آند (الکترود مثبت)، شتاب می‌گیرند و سپس با عبور از درون آند، وارد بخش موج‌بر یا waveguide می‌شوند. برای درک ساختار موج‌بر، تصور کنید که درون یک لوله‌ی فلزی، خلا نسبی ایجاد کرده‌اید و سپس درون آن به شکل متوالی، دیسک‌های دونات شکل فلزی قرار داده‌اید. این دونات‌های فلزی به یک ژنراتور رادیو فرکانسی (radio-frequency generator) متصل شده است که یک میدان الکتریکی متغیر (با فرکانس بین یک الی ده گیگاهرتز) ایجاد می‌کند. این میدان الکتریکی متغیر، همچون قطارهای maglev به الکترون‌ها شتاب می‌دهد.
با این تفاوت که در اینجا به جای میدان مغناطیسی متغیر، از میدان الکتریکی متغیر جهت شتاب دادن به الکترون‌ها استفاده می‌شود.
حال ممکن است که این الکترون‌های پرانرژی، خود مستقیما برای درمان استفاده شوند و یا اینکه با برخورد با یک فلز سنگین، پرتوهای ایکس ایجاد کرده و این پرتوها برای از بین بردن سلول‌های سرطانی، به کار گرفته شود. البته این پرتوها پیش از برخورد با بدن بیمار، در قسمت head دستگاه، به وسیله‌ی سیستمی تحت عنوان multileaf collimator، به گونه‌ای تنظیم می‌شود که تنها با سلول‌های سرطانی برخورد کند.