Hay dos tipos principales de tratamiento de braquiterapia: temporal y permanente. El tratamiento temporal implica la colocación de material radiactivo en un tumor o cerca de él durante un período de tiempo limitado antes de su extirpación, mientras que el tratamiento permanente implica dejar el material radiactivo en el cuerpo y permitir que sus niveles de radiactividad disminuyan de forma natural. Dentro de estas dos categorías, existen varias variaciones posibles, tanto en la tasa de dosis como en la ubicación de la fuente de radiación. La tasa de dosis puede ser baja, media o alta, o puede administrarse en pulsos. La colocación del material radiactivo puede ser intersticial, donde se inserta en el tumor, o de contacto, donde se coloca justo al lado del tumor.
El tratamiento con braquiterapia se puede administrar colocando una fuente de radiación en el cuerpo temporalmente, o la fuente de radiación se puede dejar en el sitio del tumor de forma permanente. El tratamiento temporal se puede realizar en el hospital o de forma ambulatoria, y la radiación se puede administrar desde minutos hasta días; estos factores suelen depender del tipo y tamaño del cáncer y de la tasa de dosis administrada. Durante el tratamiento de braquiterapia permanente, se colocan pequeñas semillas radiactivas en el tumor o cerca de él y se dejan allí, donde la cantidad de radiación que emiten disminuye lentamente con el tiempo hasta que es casi nula.
Los diferentes tipos de cánceres generalmente requieren diferentes tasas de dosis de tratamiento de braquiterapia. Los cánceres orales y los sarcomas a menudo se tratan con una tasa de dosis baja, o LDR, al igual que el cáncer de próstata, que a menudo se trata mejor con semillas permanentes de LDR. Otros cánceres, como el de pulmón, mama y cuello uterino, son más adecuados para el tratamiento temporal con una tasa de dosis alta o HDR. Otra opción es una tasa de dosis pulsada, o PDR, en la que se aplican ráfagas cortas de radiación al tumor a intervalos medidos.
Otra variación en el tratamiento de braquiterapia es donde se coloca la fuente de radiación en relación con el tumor. Puede colocarse directamente dentro del tejido que se está tratando, un procedimiento conocido como braquiterapia intersticial. Esta técnica es común para el tratamiento de tumores en lugares como la próstata o la mama. La otra opción es la braquiterapia de contacto, en la que la fuente de radiación se inserta muy cerca del cáncer. Esto se puede lograr colocándolo en una cavidad corporal, un vaso sanguíneo o un órgano tubular como la tráquea, o colocándolo externamente sobre la piel cerca del tumor.