A Radiocirurgia Gamma Knife proporciona uma taxa de controlo e destruição local da metástase similar ao tratamento combinado com cirurgia seguida de radioterapia externa fraccionada, conseguindo o controlo tumoral em 85% dos doentes, resultando no desaparecimento da lesão. O Gamma Knife foca o efeito da radiação totalmente no tumor, enquanto que o efeito de irradiação dispersa é completamente irrelevante.  A radiocirurgia pode ser repetida ou aplicada a outras lesões existentes na mesma sessão de tratamento. Mesmo em tumores conhecidos pela sua resistência à radiação, como o caso das metástases de melanoma maligno ou carcinoma de células renais, a resposta obtida é muito satisfatória devido ao efeito altamente concentrado e localizado da radiação com Gamma Knife.

O destaque do Gamma Knife ainda se torna mais notório no tratamento de casos de metastização cerebral múltipla, que permite uma performance única em tratar várias lesões ao mesmo tempo na mesma sessão. Um estudo recente, mostra que existe uma melhoria significativa nos resultados dos doentes tratados com Gamma Knife, quando comparados com os dos doentes tratados com radioterapia convencional de todo o encéfalo. Do ponto de vista clínico, trata-se de um passo muito importante para reconhecer o valor da irradiação mais agressiva e precisa nas metástases múltiplas.