Isotooppihoitojen vaikutus perustuu siihen, että radioaktiivinen aine kulkeutuu syöpäsoluun ja tuhoaa solun säteilyllä, joka on hyvin paikallista.
Hoidot ovat siis eräänlaista täsmäsädehoitoa, sillä säteilyllä tuhotaan vain syöpäsoluja eikä vahingoiteta ympäröivää tervettä kudosta.
Isotooppihoidoilla hoidetaan muun muassa:
kilpirauhassyöpiä
eturauhassyöpiä
niveltulehduksia
lymfoomia eli imusolmukesyöpiä
Isotooppihoidoista käytetään myös nimityksiä radiolääkehoito tai molekylaarinen sädehoito. Lapsille radioisotooppihoitoja ei yleensä anneta.