γ刀同樣利用γ射線殺死腫瘤細胞的原理。γ刀主要由放射外科系統、立體定位系統、電氣控制系統和治療計劃系統等四個子系統組成。其中以放射外科系統（也稱放射手術系統）為主。OUR旋轉式γ刀裝有30個⁶⁰C0密封放射源。預準直器30個，終準直器四組，每組30個，各組內徑不同，可產生不同大小的束徑。治療時，根據靶點的大小選擇使用，源體旋轉，30束γ線聚焦在球心上，形成微小區域的強劑量場，對腫瘤細胞的殺傷效果猶如手術刀切除，故有“γ刀”之稱。

源體初裝時總活度約為2.2×10¹⁴Bq（6000Ci）。和傳統的鈷-60遠距離治療機不同的是，組成γ刀的每枚放射源都較小，對健康細胞損傷較小，但30個源發出的γ射線聚焦后能產生很強的劑量場，形成對腫瘤細胞的強大殺傷力，治療精度較高。特別對治療腦部腫瘤，γ刀是較好的選擇。