Unter stereotaktischen Bestrahlungen versteht man Behandlungsmethoden und -techniken, die eine sehr präzise Applikation einer hohen Strahlendosis in einem vorher definierten Zielvolumen erlauben. Durch einen steilen Dosisgradienten ausserhalb des Zielvolumens werden benachbarte strahlensensible, gesunde Strukturen optimal geschont.

Die notwendige geometrische Präzision wird durch stereotaktische Lokalisations- und Positionierungssysteme (Maskensysteme) erreicht. Durch externe Koordinatensysteme können Zielpunkte im Körper des Patienten mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich definiert werden. Nach dreidimensionaler computergestützter Bestrahlungsplanung wird der Tumor punktgenau aus mehreren Raumrichtungen von aussen bestrahlt. Die einzelnen Felder haben entlang des Strahls eine so niedrige Energie, dass das durchstrahlte gesunde Gewebe nur gering belastet wird. Im Zielvolumen treffen sich alle Strahlen in einem Brennpunkt und addieren sich hier zu der gewünschten hohen Dosis.

Die Radiochirurgie und fraktionierte stereotaktische Präzisionsbestrahlung wird vornehmlich bei lokalisierten Lungentumoren, Lebermetastasen und Hirnmetastasen eingesetzt.