Die Brachytherapie ist eine Behandlungsform, bei der eine Bestrahlungsquelle in das (oder in die Nähe des) zu behandelnden Organs gebracht wird. Die Bestrahlung wirkt ausschließlich in der direkten Umgebung (0,5 - 2 cm Gewebetiefe) und ist aufgrund der Technik vor allem im Bereich von Körperhöhlen sinnvoll, zum Beispiel bei Behandlungen von Tumoren der Gebärmutter, des Gebärmutterhalses, der Scheide aber auch bei Bronchial- und Speiseröhrentumoren. Vorteil der Brachytherapie ist, dass Organe, die nicht in der Nähe der Strahlungsquelle liegen, geschont werden. Die Strahlenquelle ist ein an einem Draht befestigtes Ir-192 Präparat, das ferngesteuert über einen Schlauch an die vorherberechneten Positionen im Körperinneren gebracht wird. Dieses Verfahren wird wegen der kurzen Bestrahlungszeit und der hohen Einzeldosen auch high dose rate Verfahren oder Afterloading genannt. Meist reichen 2-5 Bestrahlungssitzungen, um die für die Heilung notwendige Dosis zu erreichen.
Neu ist auch die Möglichkeit der Bestrahlung von Hauttumoren (z. B. Basaliomen) mittels spezieller Oberflächenapplikatoren und computergesteuerter Planung. Dadurch wird eine individuelle Behandlung unter optimaler Schonung des umliegenden gesunden Gewebes ermöglicht.
Die Jod-Seed-Behandlung der Prostata ist eine Sonderform der Brachytherapie, bei der kleine Strahler in der Größe eines Reiskorns in einer kurzen Operation (Einbringung mittels Hohlnadeln durchs Peritoneum) in die Prostata implantiert werden und nur dort lokal ihre Wirkung entfalten, d. h. die Tumorzellen vernichten, diese Seeds haben eine geringere Aktivität als die Afterloadingquelle und verbleiben im Patienten. Die Anzahl und Aktivität der Jod Seeds wird so angepasst, dass die vorgegebene Strahlendosis im Laufe von Wochen bis zum kompletten „Abklingen“ der Radioaktivität erreicht wird. (low dose rate =LDR Brachytherapie)