伽瑪刀並不是真正的手術刀，而是一種非常先進的放射治療裝置，其全稱是：伽瑪射線立體定向治療系統。它將許多束很細的伽瑪射線從不同的角度和方向照射過人體，並使它們都在一點上匯聚起來形成焦點。由於每一束射線的劑量都很小，基本不會對它穿越的人體組織造成損害，只要將焦點對準病變部位，就可以象手術刀一樣準確地一次性摧毀病灶，達到無創傷、無出血、無感染、無痛苦、迅速、安全、可靠的神奇療效。 伽瑪刀的治療原理類似於放大鏡的聚焦過程。把放大鏡置於Sunny下，放大鏡下面會形成一個耀眼奪目的光班即焦點。焦點以外的地方，人的感覺如常，但在焦點處卻有很高的熱度，足以使一些物體點燃。當然，要想在人體內聚焦，用太Sunny線是不可能，而必須採用具有穿透力的高能射線如伽瑪射線；同時，要讓伽瑪射線聚焦也不像放大鏡聚焦那樣簡單，而要綜合利用核物理、計算機、生物放射、機電等一系列現代技術才能實現。因此，伽瑪刀是二十世紀末現代高科技的產物，作為一種嶄新的無創傷治療手段，它是醫學治療史上的一個革命性突破。

首先，要用CT、磁共振成像或數字減影裝置等醫學影像裝置和立體定向儀等手段，找出病人顱內病灶，並精確定位，明確靶點的範圍及大小。然後將影像檢查所得資料輸入計算機，由三維治療計劃系統處理後，生成病灶及其周圍組織結構關係的立體模型圖，經過一系列計算定出最佳治療方案，並確保射線能量集中到靶點上，以免損傷周圍的組織。最後，按照擬定的治療方案放射出γ射線，對病人進行治療。

由此可見，γ刀不是一個單一的裝置，而是以計算機技術為契合點，將原有的醫學影像技術、立體定向技術和高能輻射技術融合在一起的一種新型高科技醫療裝置。

雖然γ刀名字中有個“刀”，但其最大的特點恰好就是不必動刀而進行治療，不必開顱手術，不必全身麻醉，不會流血，不傷及正常組織，不產生神經功能障礙，併發症也非常少，住院時間也比較短。這較適於那些身體狀況不好，不適合進行開顱手術的患者。

不過，天下沒有萬能的東西，神奇的γ刀也不是包治百病的神刀。通常，它們只能醫治直徑小於3釐米，位於功能區、腦幹或深部的動脈、靜脈畸形等腦血管病變，以及某些神經瘤、腦膜瘤、膠質瘤等惡性腫瘤。