Gammakniven inneholder 192 kobolt-60-kilder, med omtrent 30 curie (1.1 TBq) for hver av dem. De radioaktive strålingskildene er plassert i en tungt beskyttet rundt anordning, og strålingen blir fokusert til et mål i pasientens hjerne. Pasienten har på seg en spesielt tilpasset hjelm, som er festet til skallen for å sikre at strålingen rettes rett mot målpunktet. En ablativ dose med stråling sendes da gjennom svulsten, mens annet vev er relativt upåvirket. Hver enkel strålingsbølge har relativ lav energi, og har derfor liten innvirkning på mellomliggende vev, men blir svært konsentrert ved tumoren for å fjerne den eller redusere dens størrelse.