伽馬射線對DNA的”直接“與”間接“破壞。 上圖是伽馬射線對細胞殺傷的“原理圖”：伽馬射線在細胞中，與物質(zhì)相互作用，會通過“光電效應(yīng)”，“康普頓散射”以及“電子對產(chǎn)生”等反應(yīng)，產(chǎn)生電子。 電子可以直接對DNA鏈損傷，也可以間接通過其產(chǎn)生的帶電基團破壞DNA（比如下圖中的羥基自由基）。 當劑量足夠大時，大量的DNA雙股斷裂，會導(dǎo)致DNA無法修復(fù)，從而使細胞失去分裂能力。 在進入下一個細胞周期后，直接死亡。 而這，正是伽馬放療中，要對腫瘤細胞達成的效果。 然而，因為伽馬射線的穿透性很強，所以在實際操作中，會使用不同方向的伽馬光束，交叉照射腫瘤區(qū)域，這樣可以在 達到殺傷癌細胞的同時，減少對周邊健康細胞的輻射損傷 （見下圖）。