در درمان رادیوسرجری(SRS)، تومور ها و سایر مشکلات عملکردی مغزی به مانند لرزش دست و تشنج های مقاوم به دارو را با استفاده از پرتو های اشعه گاما که به صورت دقیقی برای تاثیر در نقطه مشخصی از مغز تنظیم شده اند، درمان می نماییم. لغت جراحی در اصطلاح رادیوسرجری به معنای سنتی "جراحی" نیست زیرا هیچ برشی بر روی بدن ایجاد نمی شود. در عوض، رادیوسرجری استریوتاکتیک از تصویربرداری سه بعدی برای هدف گیری ناحیه آسیب دیده با دوزهای بالای تابش اشعه یونیزان با حداقل تاثیر بر بافت سالم اطراف استفاده می کند در حالی که هیچ قسمتی از بدن برش داده نمی شود و در اکثریت موارد نیز نیاز به هیچ گونه بیهوشی برای انجام این درمان نیست.

گامانایف، اغلب برای درمان تومورهای غیر سرطانی (خوش خیم) و سرطانی (بدخیم) مغز، از جمله مننژیوم، پاراگانگلیوما و کرانیوفارنژیوم استفاده می شود. SRS همچنین ممکن است برای درمان ضایعات سرطانی که از سایر قسمت های بدن به مغز سرایت کرده اند (متاستاز های مغزی) استفاده شود.

درگیری عصب سه قلو یک اختلال درد مزمن در یک یا هر دو شاخه عصب سه قلو است که اطلاعات حسی را بین مغز و نواحی پیشانی، گونه و فک پایین منتقل می کند. این اختلال عصبی باعث درد شدید صورت می شود که شبیه به اعمال شوک الکتریکی در این نواحی در فواصل زمانی ولی به صورت مستمر است. درمان رادیوسرجری استریوتاکتیک برای نورالژی سه قلو، ریشه عصبی را هدف قرار می دهد تا این سیگنال های درد را مختل کند. لازم به ذکر است، انتخاب بیماران برای درمان توسط گامانایف، بسیار وابسته به میزان پاسخ آنها به درمان های قبلی است. به نوعی این روش درمانی به طور معمول در خط اول درمان بیماران نورالژی تری ژمینال استفاده نمی شود.

نوروم آکوستیک (شوانوم دهلیزی)، یک تومور غیر سرطانی است که در امتداد عصب اصلی تعادل و شنوایی که از گوش داخلی به مغز منتهی می ‌شود، ایجاد می‌ گردد. هنگامی که تومور به عصب فشار می آورد، فرد ممکن است کم شنوایی، سرگیجه، از دست دادن تعادل و احساس آزار دهنده زنگ زدن در گوش (وز وز گوش) را تجربه کند. رادیوسرجری این بیماران ممکن است رشد این توده ها را متوقف کند یا اندازه آن را کاهش دهد.

غده هیپوفیز یکی از مهمترین غدد ترشحی بدن به حساب می آید که هورمون هایی را در بدن شما کنترل می کند که عملکردهای مختلفی مانند پاسخ استرس، متابولیسم، رشد و عملکرد جنسی را دارند. تومورهای غده هیپوفیز می توانند مشکلات مختلفی را ایجاد کنند. از رادیوسرجری غده هیپوفیز می توان برای کوچک کردن تومور های این ناحیه و کاهش اختلال در تنظیم هورمون ها استفاده شود.