同离线自适应一样，在线自适应与室内影像结合也有多种解决方案。最简单的在线自适应治疗是使用室内影像对患者治疗前的位置进行修正。比如，移床可修正摆位的误差或者解剖结构的变化。因此，ART与影像引导和治疗验证技术息息相关。影像引导的放射治疗不仅有更准确的患者摆位，同时也为每日自适应治疗打开了新的大门，这种方法可以直接通过影像扫描确定治疗时的位置，不需要额外进行CT扫描。假设一个CT切片图像中没有变化，基于日常CT成像采用多叶准直器位置调整的方法进行在线自适应。Lei和Wu等人提出了离线优化后进行在线摆位的方法，后来也有一些研究人员对全程在线自适应的可行性进行了讨论。
自适应放疗最终目标是对基于每日影像的治疗计划进行调整或直接进行再次优化。在临床治疗流程中在线自适应必须要在分钟级别的时间内快速完成，这个要求给影像配准、剂量优化和剂量计算带来了非常大的挑战。由于肿瘤体积变化导致健康组织轮廓变化可能需要人工干预，因此肿瘤缩小是在线适应治疗中的一个重要障碍。此外，由于成像技术和计算效率的限制，在线自适应目前仍具有挑战性。Wu等人描述了一种基于机载成像和再优化技术的自适应工作流程，能在2 min内完成。由于计算和治疗计划实施效率的影响，使用机器进行自动计划在ART领域带来了极大的关注度。因为每日计划可能基于与初始计划相似的几何轮廓，有一些方法可以减少所需的优化步骤。其中一些方法的再优化仅仅基于虚拟的移床值或有限的光圈分割。
原则上，治疗疗程中治疗系统应对患者因其他变化导致的靶区变化做出反应。比如对肿瘤呼吸运动的管理，患者呼吸模式可能导致靶区变化，为治疗带来了额外的复杂情况，这种问题可以通过基于机载成像的实时自适应治疗解决。本回顾性文章仅对自适应治疗减少治疗分次间发生的改变进行陈述，并不讨论分次内发生变化的情况。
由于无论是在线还是离线治疗计划的调整，都改变了临床工作流程，因此需要确定调整治疗计划的标准。在对治疗结果所产生的预期影响与计划和递送的额外努力之间需要一个折中方案。离线和在线自适应的标准由于有不同的时间窗而不一样。任何类型计划自适应的阈值通常基于初始治疗计划中使用的处方要求和危及器官剂量学限制量。
肿瘤和非肿瘤解剖结构的改变清楚地表明自适应治疗的好处。使用不同影像设备进行多频次自适应放疗已经在光子放疗领域尤其是头颈部进行多次研究，已经开展虚拟临床试验评估光子治疗中自适应放疗的优势。在一项减小PTV外扩边界对肿瘤覆盖度影响的研究中使用VMAT技术进行自适应治疗口咽癌，研究结果显示了由于体积减少和患者体重变化导致靶区覆盖度、淋巴结和腮腺的照射剂量减少。鼻咽癌在线自适应放疗已经被证明可以提高光子放疗的疗效并降低毒性反应。
由于内部几何的变化而需要使用自适应放疗很大程度依赖于治疗的部位，当前的临床治疗研究已经在很多部位，比如头颈部和前列腺癌中使用了该技术，也包括肺部肿瘤中使用呼吸门控技术。Brouwer等人和Casterlli的团队回顾了头颈部肿瘤放疗过程中解剖结构变化的大量数据。有一项评估数据显示，使用IMRT技术治疗头颈部肿瘤大约有20%的病例需要在放疗前三周内进行再次计划设计。几何改变导致的剂量学影响非常大。如Cheng等人发现，调强光子放疗口咽癌患者，腮腺的平均剂量会增加10.4 Gy。因此，这些患者在分次治疗过程中进行再计划设计会大大改善患者的生活质量。
理想的自适应策略需要基于治疗信息，如治疗日志文件、在线成像剂量验证或每日剂量重建。因此，可以根据先前给予的剂量对随后治疗进行剂量校正。此外，自适应计划通常旨在保持初始治疗计划的靶区，但自适应也可用于调整剂量增加和局部靶区增加的情况。
虽然已经从在线自适应光子治疗中学到了很多东西，但质子治疗计划由于剂量学特性可能需要不同的自适应方案。
