Гамма-нож — это первый в мире аппарат, предназначенный для проведения стереотаксической радиохирургии — высокоточного дистанционного облучения патологических мишеней, расположенных внутри черепа. Идея его создания принадлежит известному шведскому нейрохирургу Ларсу Лекселлу (Lars Leksell), который впервые придумал озвучил и реализовал на практике принцип безопасного неинвазивного воздействия на внутричерепные патологические очаги с помощью высокоточного подведения высоких доз ионизирующего излучения. Именно Лекселл ввел в медицинский обиход термин «стереотаксическая радиохирургия». Гамма-нож позволяет за один сеанс подводить к облучаемой зоне дозу облучения в десятки Грэй (1 Гр = 100 рад). При этом, максимум этой дозы расположен внутри мишени, а на границе облучаемого очага со здоровыми тканями происходит резкое падение (градиент) дозы, вследствие чего на прилежащие ткани приходится мизерная, безопасная доза радиации. Огромную роль в этом играет одновременное использование множественных источников излучения, расположенных по окружности полусферы внутри Гамма-ножа, таким образом, что лучи от каждого источника пересекаются в одной, строго заданной точке — изоцентре. Координаты этого изоцентра неизменны (неподвижный изоцентр) и это одно из главных отличий Гамма-ножа от линейных ускорителей, Кибер-ножа и Зап-Икс.
Аппарат использует гамма-излучение (фотоны) от естественного источника — Со60, что является и его преимуществом, т.к. энергия фотонов ниже, чем у линейных ускорителей, следовательно меньше повреждающее действие на ткани, и его недостатком, т.к. учитывая постоянный процесс распада изотопа, активность источников постепенно снижается и через 5 лет время облучения в аппарате увеличивается примерно вдвое, что требует регулярной (1 раз в 5 лет) и дорогостоящей перезарядки источников (в нужном виде производят исключительно в Канаде).