目的：探讨伽玛刀立体定向放疗在中晚期非小细胞肺癌非手术治疗中的临床应用效果。方法：对2018年1月至2019年1月肿瘤科收治的中晚期非小细胞肺癌患者分别进行伽玛刀立体定向放疗、伽玛刀立体定向放疗同步辅助多西他赛/顺铂方案化疗和伽玛刀立体定向放疗序贯多西他赛/顺铂方案化疗，观察并比较三组临床疗效及安全性。结果：三组患者的治疗有效率和放疗性炎症发生率比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；单纯放疗组患者的毒副反应发生率明显低于其他两组（P<0.05）,2年内生存率明显低于放化联用组患者（P<0.05）；放化联用组患者的各方面心理症状评分均明显高于其他两组患者（P<0.05）；单纯放疗组患者饮食和精力两方面的躯体症状评分均明显低于其他两组患者（P<0.05），呼吸方面的躯体症状评分明显高于其他两组患者（P<0.05）。结论：伽玛刀立体定向放疗能够有效治疗中晚期非小细胞肺癌，与化疗联用可优势互补，且可耐受性和安全性良好。