Es gibt zwei Hauptarten der Brachytherapie-Behandlung: vorübergehend und dauerhaft. Bei der temporären Behandlung wird radioaktives Material für einen begrenzten Zeitraum in oder in der Nähe eines Tumors platziert, bevor es entfernt wird, während bei einer dauerhaften Behandlung das radioaktive Material im Körper belassen wird und dessen Radioaktivität auf natürliche Weise abnimmt. Innerhalb dieser beiden Kategorien gibt es mehrere mögliche Variationen, sowohl in der Dosisleistung als auch in der Platzierung der Strahlungsquelle. Die Dosisleistung kann niedrig, mittel oder hoch sein oder in Impulsen abgegeben werden. Die Platzierung des radioaktiven Materials kann interstitiell sein, wo es in den Tumor eingebracht wird, oder Kontakt, wo es direkt neben dem Tumor platziert wird.
Die Brachytherapie-Behandlung kann durchgeführt werden, indem eine Strahlenquelle vorübergehend in den Körper eingebracht wird, oder die Strahlenquelle kann dauerhaft an der Stelle des Tumors belassen werden. Die vorübergehende Behandlung kann im Krankenhaus oder ambulant durchgeführt werden, und die Bestrahlung kann von Minuten bis Tagen durchgeführt werden; diese Faktoren hängen typischerweise von der Art und Größe des Krebses und der verabreichten Dosisleistung ab. Bei der permanenten Brachytherapie werden kleine radioaktive Seeds in oder in der Nähe des Tumors platziert und dort belassen, wo die Strahlungsmenge, die sie abgeben, mit der Zeit langsam abnimmt, bis sie fast nichts mehr ist.
Verschiedene Krebsarten erfordern typischerweise unterschiedliche Dosisraten der Brachytherapie-Behandlung. Mundkrebs und Sarkome werden oft mit einer niedrigen Dosisrate (LDR) behandelt, ebenso wie Prostatakrebs, der oft am besten mit dauerhaften LDR-Seeds behandelt wird. Andere Krebsarten wie Lungen-, Brust- und Gebärmutterhalskrebs eignen sich besser für eine vorübergehende Behandlung mit einer hohen Dosisrate oder HDR. Eine andere Option ist eine gepulste Dosisleistung oder PDR, bei der kurze Strahlenstöße in gemessenen Intervallen auf den Tumor aufgebracht werden.
Eine andere Variante der Brachytherapie-Behandlung besteht darin, dass die Strahlenquelle in Bezug auf den Tumor platziert wird. Es kann direkt im Zielgewebe platziert werden, ein Verfahren, das als interstitielle Brachytherapie bekannt ist. Diese Technik ist bei der Behandlung von Tumoren an solchen Stellen wie der Prostata oder der Brust üblich. Die andere Möglichkeit ist die Kontaktbrachytherapie, bei der die Strahlenquelle in unmittelbarer Nähe des Krebses eingesetzt wird. Dies kann erreicht werden, indem es in eine Körperhöhle, ein Blutgefäß oder ein röhrenförmiges Organ, wie die Luftröhre, eingebracht oder extern auf der Haut in der Nähe des Tumors positioniert wird.