Gama ışınları son derece nüfuz edicidir ve dokular tarafından kolayca emilmeden vücutta dolaşabilir. Bu onları derin yerleşimli tümörlerin veya lezyonların tedavisi için uygun hale getirir. Harici olarak (eksternal ışın radyasyon tedavisi, EBRT) veya dahili olarak (brakiterapi) kullanılabilirler. EBRT'de vücut dışındaki bir makine, hedef bölgeye odaklanan gama ışınları yayar; brakiterapide ise radyoaktif kaynaklar, lokal olarak yüksek dozda radyasyon vermek üzere tümörün içine veya yakınına yerleştirilir.
Gama ışınlarını kullanan radyasyon tedavisi, kanser tedavisinde köklü ve yaygın olarak kullanılan bir tedavi yaklaşımıdır. Yakındaki sağlıklı dokulara verilen zararı en aza indirirken, kanser hücrelerini yok etmek için yeterli miktarda radyasyon vermeyi amaçlamaktadır. Kullanılan radyasyonun dozu, süresi ve türü, tedavinin etkinliğini ve güvenliğini optimize etmek için radyasyon onkologları tarafından dikkatle planlanır ve izlenir.