放射性粒子是将杀伤肿瘤细胞的放射性核素放进金属壳内密封后制成的小短棒，埋入体内后可以通过近距离照射肿瘤细胞来治疗恶性肿瘤。它包括短暂插植治疗和永久粒子种植治疗。永久粒子种植治疗常用125碘（125I）和103钯（103Pd），其中125I最为常用，半衰期为59.6天。短暂插植治疗常用192铱（192Ir）。研究表明，同位素的选择对肿瘤的控制没有影响。
目前有几种常用的永久性放射性粒子植入方法。其中比较普遍的是美国Blasko介绍的方法，在植入前应用经直肠超声图像进行放疗计划的计算，随后这些图像被用于术中放射性粒子的定位。放射性粒子的剂量分布计算是在手术中进行的，运用先进计算机软件可以进行剂量优化。高剂量率近距离放疗技术也已经用于前列腺癌的治疗。