Belső sugárkezelésnél a sugárforrást fizikailag közvetlenül a daganatba vagy annak közvetlen környezetébe helyezik, amely ott célzottan képes a hatását kifejteni.
Ehhez különféle sugárzó izotópot (leggyakrabban Ir-192 irídiumot) alkalmaznak, amelyet behelyeznek a besugarazandó területre, hogy a radioaktív sugárzás sejtpusztító hatását kiaknázzák. Az eljárást nevezik implantátum sugárterápiának is.
A sugárzás az izotópnál a legnagyobb, majd a – milliméterben kifejezett – távolsággal meredeken csökken, ezért a környező szöveteket kíméli a módszer. A közel-besugárzást elsősorban kisebb céltérfogatok kezelésére lehet hatékonyan alkalmazni, a technika nagy pontosságot és nagy tapasztalatot, klinikai gyakorlatot igényel.
A sugárforrást több módszerrel is behelyezhetik, az emlő besugárzásánál jellemzően a szövetközi (intersticiális) kezelést alkalmazzák: tűk segítségével a testszövetben helyezik el a sugárforrásokat. Ezek kerülhetnek átmenetileg vagy véglegesen a betegbe. Ideiglenes beültetésnél a kívánt dózis elérését követően eltávolítják a sugárforrásokat. Végleges beültetésnél a dózisleadás a sugárforrás teljes élettartama alatt történik meg, nem történik eltávolítás, a hatóidő után az 1 milliméter átmérőjű – immár ártalmatlan – apró részecskék (seed-ek) bent maradnak a szervezetben.
