Stereotaktinen sädehoito kehitettiin erityisesti aivokasvainten sädehoitoon, koska ionisoiva säteily on kasvainta ympäröivälle terveelle aivokudokselle erityisen haitallista. Hoitokohteen määrittelyssä käytetään pään ulkopuolista koordinaatistoa yhdistettynä fuusioituun tietokone– ja magneettikuvaukseen. Potilaalle tehdään hoidon suunnittelukuvauksen yhteydessä yksilöllinen maski, joka estää potilaan liikkumisen hoidon aikana. Tarvittaessa maskia voidaan muokata siten, että esimerkiksi ahtaanpaikankammosta kärsivät potilaat voidaan hoitaa mahdollisimman miellyttävästi. Stereotaktinen sädehoito on millintarkkaa täsmäsädehoitoa, jossa hoito kohdistetaan kolmiulotteisesti ja mahdollisimman tarkasti.
Käytännössä sädehoitokone pyörähtää pään ympäri useassa eri tasossa. Tällöin korkea säteilyannos rajautuu kasvaimen alueelle ja kasvainta ympäröivän aivokudoksen saama sädeannos jää pieneksi. Sädehoidon tarkkaa kohdistusta kuvaa myös se, että monelle syöpäpotilaalle valitettavan tuttu hiusten lähtö voidaan usein välttää stereotaktisella sädehoidolla.