Gamma Knife sayesinde iyi huylu beyin tümörleri (meningiomlar, hipofiz adenomları, akustik nörinomlar vs.) ve kötü huylu beyin tümörleri (beyin metastazları, glial tümörler vs.) tedavi edilebilir. Beyin tümörleri haricinde damarsal beyin hastalıkları (arterivenöz malfasyonlar ve kavernomlar) ve fonksiyonel beyin hastalıkları (trigeminal nevralji, vb) için de Gamma Knife yöntemi kullanılmaktadır.