A radioterapia estereotáxica de lesões cranianas em dose única é conhecida habitualmente como radiocirurgia.

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Nesta tipologia de radiação – empregue,  sobretudo, em metástases cerebrais, mas também em algumas patologias benignas –,  não ocorre nenhum tipo de cirurgia, como se poderia deduzir da sua designação, mas uma irradiação das lesões muito precisa e em dose única.

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Quando as lesões estão localizadas em áreas cuja tolerância à radiação é baixa, pode-se realizar a chamada radioterapia estereotáxica craniana fracionada que recorre a frações baixas (semelhantes à radioterapia clássica), mas com elevado rigor de imobilização.

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Nos últimos anos, contudo, e seguindo uma tendência cada vez menos agressiva da medicina, estes tratamentos têm vindo a perder aplicação na cabeça de doentes com  quadros metálicos estereotáxicos invasivos,  sendo usados métodos que recorrem apenas a máscaras (a chamada Radiosurgery  Frameless ).

 A emergência de novas tecnologias,

como o RapidArc™ , tornam agora possíveis abordagens inéditas, já realizadas em reputadas instituições universitárias estrangeiras.​ 

A emergência de novas tecnologias, como o RapidArc™, tornam agora possíveis abordagens inéditas, realizadas em reputadas instituições universitárias estrangeiras, como seja a irradiação simultânea, no caso de metástases cerebrais, da totalidade do cérebro e das metástases cerebrais, com uma dose muito superior ao restante cérebro.

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A própria radiocirurgia está a sofrer um processo evolutivo, sendo atualmente prescritos tratamentos com três/quatro sessões de elevada dose, a par dos habituais tratamentos de dose única.