טיפול באמצעות מקור קרינה פנימי המבוצע תחת הרדמה כללית או אפידורלית (על ידי זריקה באזור עמוד השדרה). ברכיתרפיה משמשת לטיפול בסרטן הערמונית ובסרטן צוואר הרחם.
לברכיתרפיה שיעור סיבוכים נמוך כיוון שמקור הקרינה בעל אנרגיה נמוכה והפגיעה ברקמות הבריאות מועטה יחסית.
בטיפול בסרטן הערמונית מוחדרים גרגירים מתכתיים קטנים המכילים חומר רדיואקטיבי לתוך הגידול הסרטני בבלוטה. עם הזמן, משתחררת הקרינה לאיטה מהגרגירים. הגרגירים נשארים בגוף אך הקרינה דועכת בהדרגה (תוך כשישה חודשים). בטיפול בסרטן צוואר הרחם מוחדר מכשיר (המכונה פלטשר) דרך הנרתיק. המכשיר המספק קרינה מקומית אל הגידול.
