يشير العلاج الحراري الضوئي (PTT) إلى الجهود المبذولة لاستخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي (غالبًا بأطوال موجات قريبة للأشعة تحت الحمراء) لعلاج مختلف الحالات الطبية، بما في ذلك السرطان. تُعتبر هذه الطريقة امتدادًا للعلاج الضوئي، إذ يُثار المحسس الضوئي بنطاق ضوء محدد. يؤدي هذا التنشيط إلى نقل المحسس إلى حالة من الإثارة، ويطلق بعد ذلك طاقة اهتزازية (حرارة)، وهي ما تقتل الخلايا المستهدفة.
على عكس العلاج الضوئي، لا يتطلب العلاج الحراري الضوئي الأكسجين للتفاعل مع الخلايا أو الأنسجة المستهدفة. تظهر الدراسات الحالية أيضًا أنه يمكن عبر العلاج الحراري الضوئي استخدام ضوء ذو طول موجي أطول، وهو أقل نشاطًا وبالتالي أقل ضررًا للخلايا والأنسجة الأخرى.