颅内肿瘤也是立体定向放射治疗的主要适应证，射波刀是颅内肿瘤的最 佳立体定向放射治疗手段，也是目前颅内肿瘤的顶 级治疗手段之一。由于射波刀颅骨追踪的优势，射波刀治疗极为准确。同时，射波刀治疗颅内原发肿瘤和转移肿瘤不像其他立体定向放射治疗那样需要颅骨穿孔等，射波刀治疗的准备没有创伤。
此外，射波刀可分多次治疗，减轻了治疗的副作用。射波刀对颅内肿瘤的控制率在97%以上。对于颅底、脑干等手术切除难度大或禁止手术的区域，射波刀可以发挥优势，有效地控制肿瘤，挽救患者的生命。海绵窦血管瘤等颅内病灶不能手术时，射波刀是目前主流的治疗手段。射波刀对垂体肿瘤、颅内动静脉畸形、三叉神经痛等病变也可发挥良好的治疗效果。
眼眶肿瘤位置隐蔽、浸润生长、手术难度大，许多患者不能手术切除。可手术的患者大多难以完全切除，术后短时间内复发，再手术困难。传统放疗治疗不准确，剂量分布不能有效避免视神经、结晶等器官。眼附属器肿瘤没有什么好方法，射波刀通过颅骨追踪，能准确定位肿瘤，达到亚毫米级的精度。同时肿瘤病灶外剂量迅速跌落，有效保护危险脏器，小于传统放疗损伤，效果好，是眼眶肿瘤的最 佳治疗手段之一。
射波刀椎体追踪的特点是在患者治疗时使治疗部位椎体完全一致，使椎体和病灶正确定位，完全避免传统放疗时患者每次治疗体位的变化影响治疗正确性的缺陷，同时，在正确定位病灶的同时，采用大量照射，对肿瘤组织产生破坏性效果。椎体肿瘤是射波刀治疗的最 佳适应症之一，对椎体血管瘤、脊索瘤、骨肿瘤、椎体转移瘤等治疗有良好的临床效果。
