Rozkład mocy dawki terapeutycznej promieniowania γ lub β pochodzącej od zamkniętego źródła (lub grupy źródeł) umieszczonego bezpośrednio w objętości tarczowej (lub w jej sąsiedztwie) jest formowany tak, aby wewnątrz objętości tarczowej moc dawki była duża, a poza tą objętością szybko malała.
  Sposób obliczania dawki zależy od rozmiaru i kształtu źródła. Podstawą do obliczenia dawki są źródła punktowe.   Dawka pochłonięta w powietrzu dana jest wzorem:

• A - aktywność źródła
• Γ - stała ekspozycyjna, która zależy od rodzaju radionuklidu i materiału, z jakiego wykonana jest obudowa źródła, i która uwzględnia pochłanianie i rozpraszanie promieniowania w obudowie
• t - czas napromieniania
• r - odległość źródła od punktu, w którym obliczana jest dawka

• - iloraz masowych współczynników osłabienia energii w wodzie i powietrzu

• Φ(r) - parametr uwzględniający rozpraszanie i pochłanianie promieniowania w wodzie

  Rzeczywiste źródła stosowane w brachyterapii nie są źródłami punktowymi, lecz mają niekiedy dość rozbudowaną budowę, dlatego też do obliczania rozkładów dawki wykorzystuje się systemy komputerowe, wyposażone w wyspecjalizowane oprogramowanie, które w obliczeniach uwzględnia anizotropowość źródeł wynikającą z ich konstrukcji, a także rozpraszanie i pochłanianie promieniowania w tkankach.

  Izotopy stosowane w brachyterapii muszą spełniać następujące wymagania:

• energia emitowanego promieniowania γ lub β musi być na tyle duża, aby nie powodowała podwyższonej absorpcji promieniowania w tkankach kostnych na skutek występowania efektu fotoelektrycznego oraz aby ograniczyć efekty rozpraszania. Nie może być jednak zbyt wysoka ze względu na wynikające z tego problemy ochrony radiologicznej. Najkorzystniejsza jest energia w granicach 0.2 - 0.4 MeV.
• okres półrozpadu powinien być wystarczająco długi, aby ewentualna poprawka ze względu na rozpad w czasie leczenia była minimalna, oraz aby nie powodował konieczności zbyt częstej i kosztownej wymiany źródeł
• nie powinno być emisji promieniowania cząsteczkowego lub powinno ono być łatwo eliminowane w elementach konstrukcji źródła (nie dotyczy czystych emiterów β)
• izotop powinien być możliwy do otrzymania w postaci o wysokiej aktywności
• nie powinny występować gazowe produkty rozpadu
• materiał radioaktywny powinien występować w formie, która jest nietoksyczna i nierozpuszczalna; nie powinien być w postaci proszku lub innej formie, która mogłaby spowodować zanieczyszczenie radioaktywne w przypadku uszkodzenia lub spalenia źródła
• izotop powinien mieć właściwości pozwalające na wykonanie z niego źródeł o różnych kształtach i rozmiarach
• źródło nie powinno być podatne na uszkodzenia w czasie sterylizacji

  W aplikacjach śródtkankowych źródła w postaci cienkich igieł, wprowadzane są do tkanek poprzez zabieg chirurgiczny. Techniką tą leczone są zmiany umiejscowione w języku, piersi, zewnętrznych narządach rodnych, odbycie, lub prostacie. W tak zwanym systemie paryskim rozciągłe źródła w postaci aktywnych drutów umieszczane są równolegle do siebie w równych odstępach dookoła guza, dzięki czemu jest on napromieniany równomiernie stosunkowo dużą dawką.
  Tą techniką leczone są między innymi nowotwory, których nie da się całkowicie usunąć podczas operacji np. nowotwory piersi, języka, prostaty.
  Źródła stosowane w tej technice mają kształt igieł lub drutów o długości dostosowanej do rozmiaru zmiany nowotworowej.

  Brachyterapia wewnątrzjamowa polega na wprowadzeniu układu źródeł do jam ciała. Stosowana jest często w nowotworach ginekologicznych. Źródła umocowane w odpowiednio ukształtowanych aplikatorach umieszcza się wewnątrz narządu rodnego. Rozkład źródeł dobiera się według jednego z systemów: paryskiego, sztokholmskiego, menczesterskiego. Systemy te określają rozkład geometryczny źródeł wokół guza, moc dawki w zadanych punktach, całkowitą wartość dawki, oraz sposób podania w czasie.
  Techniką tą leczone są nowotwory ginekologiczne i inne.

  Brachyterapia wewnątrzprześwitowa polega na wprowadzaniu źródła lub układu źródeł w prześwit narządu będącego przewodem (np, oskrzela, przełyk, przewód żółciowy)