O modelo Leksell Gamma Knife-Perfexion divide-se em três partes fundamentais: o sistema de irradiação, o sistema de planificação e o sistema de posicionamento do doente:
O Leksell Gamma Knife-Perfexion contém 192 fontes de irradiação de Cobalto 60 (radionucleido que emite radiações gamma) localizadas dentro dum cone sólido de tunguesténio. A radiação gerada é focalizada no alvo com extrema precisão, utilizando múltiplos feixes de pequeno diâmetro, que se alinham, de forma a que os seus raios façam intersecção num único ponto, denominado isocentro. Deste modo, conseguem-se concentrar altas doses de radiação na zona a tratar sem danificar os tecidos normais do cérebro, adjacentes a esta.
A radiocirurgia Gamma Knife utiliza um quadro estereotáxico e procedimentos convencionais de neuro-imagem (RM,TAC ou angiografia) para definir os limites e as coordenadas tridimensionais exactas da lesão. Estas imagens são transferidas para o sistema de planificação, onde uma equipa médica multidisciplinar, usando um sofisticado sistema de planning informático, define o modo de irradiação e a dose a ser administrada.
Com uma precisão altíssima, o doente é posicionado no interior do cone, de forma a que o ponto onde se concentra a radiação coincida com a área cerebral que se pretende tratar. O resto do cérebro recebe uma fracção mínima da dose.
Os últimos desenvolvimentos no sistema informático e no sistema de posicionamento automático incorporados no modelo Leksell Gamma Knife-Perfexion, acrescentaram a capacidade para moldar o campo de irradiação de uma forma ainda mais precisa.