Het principe van de behandeling bestaat erin radioactieve bronnen binnenin of in direct contact met de te behandelen gezwellen te plaatsen. Dat gebeurt onder plaatselijke of volledige verdoving. Artsen gebruiken daarvoor draden geleid door plastic buisjes, naalden, korrels of afgietsels voor holle organen.

Naargelang het gezwel maken we een onderscheid tussen verschillende types van curietherapie:

• endocurietherapie of interstitiële curietherapie: artsen plaatsen de bronnen (meestal iridiumdraden) binnenin de te bestralen weefsels (huid, lippen, borsten, tong, anus, prostaat, enzovoort).
• contactcurietherapie of binnenholte of plesiocurietherapie: artsen plaatsen de bronnen in een natuurlijke holte en in contact met het gezwel (vagina, baarmoeder, neus- en keelholte enzovoort).
• Wanneer de holte een kleine doorsnede heeft, spreken we van endolumiale curietherapie (slokdarm, luchtpijp, galkanaal).
• Metabolische curietherapie bestaat erin radioactieve stoffen toe te dienen in een vloeibare oplossing (langs orale of intraveneuze weg) die zich bij voorkeur op het doelweefsel gaan vasthechten (schildklier).
• Een originele manier is de immuuncurietherapie. Deze techniek bestaat erin een radioactieve stof vast te hecthen op een monoclonaal antilichaam. Dat gedraagt zich als een "raket met zoekkop" op zoek naar kankercellen die de radioactieve stof zal bestralen en vernietigen. 

Deze technieken kaderen altijd binnen een precieze dosimetrie (vaak softwarematig) die erop gericht is zeer strikt de bestralingsdoses van het gezonde weefsel en het tumorweefsel te bepalen, samen met de tijd van inplanting.