Există două tipuri principale de tratament cu brahiterapie: temporar și permanent. Tratamentul temporar implică plasarea materialului radioactiv în sau aproape de o tumoare pentru o perioadă limitată de timp înainte de a fi îndepărtat, în timp ce tratamentul permanent implică lăsarea materialului radioactiv în organism și permiterea nivelului său de radioactivitate să scadă în mod natural. În cadrul acestor două categorii, există mai multe variații posibile, atât în debitul dozei, cât și în amplasarea sursei de radiație. Rata de doză poate fi scăzută, medie sau mare sau poate fi administrată în impulsuri. Amplasarea materialului radioactiv poate fi interstițială, acolo unde este introdus în tumoră, sau de contact, unde este plasată chiar lângă tumoră.
Tratamentul cu brahiterapie poate fi administrat prin plasarea temporară a unei surse de radiații în organism sau sursa de radiații poate fi lăsată permanent la locul tumorii. Tratamentul temporar se poate face în spital sau în ambulatoriu, iar radiațiile pot fi administrate oriunde de la minute la zile; acești factori depind de obicei de tipul și dimensiunea cancerului și de rata dozei administrate. În timpul tratamentului de brahiterapie permanentă, mici semințe radioactive sunt plasate în sau în apropierea tumorii și lăsate acolo, unde cantitatea de radiații pe care o eliberează scade încet în timp până când nu este aproape nimic.
Diferite tipuri de cancer necesită, de obicei, rate diferite de doză de tratament cu brahiterapie. Cancerele bucale și sarcoamele sunt adesea tratate cu o rată de doză mică sau LDR, la fel ca și cancerul de prostată, care este adesea tratat cel mai bine cu semințe permanente de LDR. Alte tipuri de cancer, cum ar fi plămânul, sânul și colul uterin, sunt mai potrivite pentru tratamentul temporar cu o rată de doză mare sau HDR. O altă opțiune este o rată de doză în impulsuri, sau PDR, în care exploziile scurte de radiații sunt aplicate tumorii la intervale măsurate.
O altă variație a tratamentului cu brahiterapie este locul în care sursa de radiații este plasată în raport cu tumora. Poate fi plasat direct în țesutul vizat, o procedură cunoscută sub numele de brahiterapie interstițială. Această tehnică este comună pentru tratamentul tumorilor în locații precum prostata sau sânul. Cealaltă opțiune este brahiterapia de contact, în care sursa de radiații este introdusă în imediata apropiere a cancerului. Acest lucru poate fi realizat prin plasarea acestuia într-o cavitate corporală, un vas de sânge sau un organ tubular, cum ar fi traheea, sau poziționându-l în exterior pe piele, lângă tumoră.