手術中放射治療是在腫瘤手術切除後之範圍(tumor bed)立即給予一次的高劑量放射治療，該技術應用於許多腹腔內或骨盆腔內的腫瘤，在很短的治療時間內達到加強劑量(boost dose)的效果，可以幫助殲滅殘餘的腫瘤細胞。手術中放射治療在手術中可以將其他正常組織與器官刻意移至一邊，再給予腫瘤處一次的高劑量照射，大幅避免正常組織的照射。一般來說手術中放射治療可以分成兩種，一種使用電子射束治療稱為手術中電子射線放射治療(Intraoperative electron radiation therapy, IOERT); 另一種使用放射性同位素治療稱為手術中近接放射治療(Intraoperative brachytherapy radiation therapy, IOBRT)。

立體定位放射線手術(SRS)：所謂的放射手術並不是真的外科手術，而是將許多高能量的X光束聚集在腫瘤上，並給予腫瘤一次較高的劑量。放射手術在定位精準度上的要求較高，需要達到1mm以內的精準度，因此需要神經外科醫師的協助在病人的頭蓋骨上鎖住固定架。然後依電腦斷層影像定出腫瘤的大小及治療的範圍，由物理組設計各個治療的角度及劑量之計算，計畫結果待醫生檢查無誤之後再實施治療。 立體定位放射線手術治療是使用多個角度方向治療腫瘤的技術，通常給予一次的高劑量。此方法可以有效的消滅較小的惡性腫瘤、抑制良性腫瘤之功能。該技術不需要住院只要經由門診就可以完成治療。過程中需要腦神經外科醫師與放射腫瘤科的團隊合作才能完成。