Stereotaktik radyocerrahi, dokuda diğer radyoterapi yöntemleri gibi etki ediyor. Gamma Knife ile tümör veya hastalıklı doku çıkartılmıyor, bunun yerine hücrelerin DNA’sında hasar oluşturuluyor. Bu nedenle tümör hücreleri normal özelliklerini kaybediyor, bölünme ve beslenme fonksiyonları bozulduğu için ölüyorlar.

Tümördeki küçülmenin hızı yaklaşık olarak büyüme hızına eşit. AVM ismi verilen doğuştan anormal damar yumağı olan hastalarda, Gamma Knife damarların duvarlarının kalınlaşmasına ve giderek tıkanmasına yol açıyor. Tümörde küçülme veya AVM yumağının kapanması zaman içinde gelişiyor. İyi huylu tümörlerde ve AVM’lerde bu süre; 18 ay ila 2 yıl arası. Kötü huylu tümörler ve metastazlar ise hızlı büyüdüğünden Gamma Knife’a cevap almak birkaç ay sürebiliyor.