Isotopbehandling går ut på å bruke radioaktive isotoper til å behandle visse sykdommer. Prinsippet som ligger til grunn for behandlingen er at enkelte isotoper vil konsentreres i sykt vev, og dermed kan det vevet bestråles enten for å nedsette vevets funksjon eller for å ødelegge vevet.
Jod
Et eksempel på dette er bruken av radioaktivt jod til behandling av enkelte tilfeller av forhøyd stoffskifte når dette ikke kan reguleres ved operasjon eller annen behandling (thyreotoksikose, Basedows sykdom). I skjoldbruskkjertelen kan visse svulster som tar opp jod, være egnet for behandling med radioaktivt jod 131I.
Fosfor
Celler som vokser hurtig, opptar mer fosfor enn andre. Det radioaktive fosfor 32P kan derfor brukes til behandling av visse blodsykdommer der de syke cellene har for stor vekstintensitet, for eksempel kronisk leukemi, polycytemi.
Strontium og samarium
Strontium-89 (89Sr), og samarium-153 (153Sm) tas opp i aktive benceller rundt spredning til skjelettet, og kan gi god smertelindring hos pasienter med skjelettspredning fra prostatakreft eller brystkreft.
Isotoper kan også kobles til andre biologisk aktive substanser (antistoffer, cellegift) som dermed kan konsentreres til det vevet eller organet som skal behandles. Avhengig av type isotop, og hvilken dose som er gitt, kan pasienten forbigående bli radioaktiv, slik at strålehygieniske hensyn må tas de første døgn etter behandlingen.