Eine Sonderform der perkutanen Radiotherapie stellt die stereotaktische Bestrahlung  dar. Diese wurde klassischerweise bei solitären oder zahlenmäßig geringen Hirnmetastasen oder einigen gutartigen Hirnerkrankungen durchgeführt. In den letzten Jahren wurde es auch möglich, die stereotaktische Bestrahlung im Bereich des Körperstamms durchzuführen, hier im Besonderen im Bereich der Lunge und der Leber.

Das Besondere an der Methode ist, dass die Therapie auf einen umschriebenen Herd mit einer sehr hohen Behandlungsdosis sehr fokussiert gegeben werden kann. Klassischerweise werden bei Hirnbefunden Einzeitbestrahlungen durchgeführt, d.h. nach 1 Therapiesitzung ist die Behandlung für den Patienten abgeschlossen. Am Körperstamm werden im Allgemeinen bis zu 5 Behandlungssitzungen notwendig. Durch die hohe Therapiedosis wird bei den allermeisten Patienten eine vollständige Zerstörung des Tumorgewebes erreicht bei einer exzellenten Verträglichkeit. Die Planung und Durchführung der Behandlung ist aufgrund der hohen applizierten Dosis sehr aufwendig. Die in den vorangehenden Abschnitten beschriebenen Behandlungstechniken unter Verwendung der Computertomografie, des 4-D-CT , der atemgetriggerten Bestrahlung und der bildgeführten Strahlentherapie kommen zur Anwendung, um die eindrucksvollen Behandlungsergebnisse hervorbringen zu können.