As partículas radioactivas são pequenos bastões curtos fabricados através da colocação de um radionuclídeo que mata os tumores num invólucro metálico e da sua selagem, que podem ser enterrados no corpo para tratar tumores malignos através da irradiação das células tumorais a curta distância. Inclui tanto a terapia de inserção breve como a terapia de implantação permanente de partículas. A terapia de implantação permanente é habitualmente utilizada com 125 iodo (125I) e 103 paládio (103Pd), sendo o 125I o mais utilizado, com uma semi-vida de 59,6 dias. A terapêutica de implantação a curto prazo é habitualmente utilizada com 192 irídio (192Ir). Estudos demonstraram que a escolha do isótopo não tem qualquer efeito no controlo do tumor. Existem vários métodos habitualmente utilizados para a implantação de partículas radioactivas permanentes. Um dos mais comuns é o método descrito por Blasko nos EUA, em que as imagens de ultra-sons transrectais são aplicadas para cálculos de planeamento da radioterapia antes da implantação e estas imagens são posteriormente utilizadas para a localização intra-operatória de partículas radioactivas. O cálculo da distribuição da dose das partículas radioactivas é efectuado intra-operatoriamente e a otimização da dose é possível utilizando software informático avançado. As técnicas de braquiterapia de alta taxa de dose também têm sido utilizadas no tratamento do cancro da próstata.