Радиохирургия подразумевает доставку единичной высокой дозы радиации с использованием стереотаксической техники. Классически для краниальной радиохирургии к черепу пациента прикрепляется жесткая нейрохирургическая рама, а к раме прикрепляется стереотаксическое локализующее устройство, позволяющее повысить точность наведения. Существуют коммерческие радиохирургические системы, в которых иммобилизация достигается без жесткой нейрохирургической рамы. Хотя существует бесчисленное множество коммерческих систем радиохирургии и стереотаксической лучевой терапии, все эти системы используют одни и те же основополагающие принципы: (1) иммобилизация пациента, (2) точность нацеливания, (3) доставка высоких доз радиации и (4) неоднородное распределение дозы с крутым градиентом дозы. Коммерческие радиохирургические системы включают Гамма-нож, в котором используется 201 радиоактивный кобальтовый источник, расположенный в полусферической решетке, и Кибернож, в котором используется роботизированная технология, позволяющая линейному ускорителю (LINAC) отслеживать положение пациента в режиме реального времени во время лечения. Стандартный LINAC может быть оснащен конусами, прикрепленными к его головке, что обеспечивает круговую коллимацию луча. Распределение дозы от Гамма-ножа, Киберножа или стандартного LINAC, оснащенного конусами, является сферическим, поэтому для лечения мишеней несферической формы требуется наложение нескольких сферических распределений дозы. Для радиохирургии также может использоваться LINAC, оснащенный многолепестковыми коллиматорами, что позволяет формировать пучок более конформно. Также называется лучевой хирургией, стереотаксической радиохирургией и стереотаксической радиохирургией.