Brahiterapia (denumită şi implantare de „seminţe“ radioactive sau radioterapie interstiţială) foloseşte mici granule radioactive sau „seminţe“, fiecare de dimensiunea unui bob de orez. Aceste granule sunt plasate direct în prostată.

Brahiterapia este de regulă utilizată doar la bărbaţii cu cancer de prostată în stadiu incipient care creşte relativ încet (cum ar fi tumorile de grad scăzut). Utilizarea sa poate fi limitată şi de alţi factori. În cazul bărbaţilor care au fost supuşi unei rezecţii transuretrale a prostatei (TURP) sau al acelor care aveau deja probleme urinare, riscul de probleme urinare poate fi ridicat. Brahiterapia se poate dovedi mai puţin eficace în cazul bărbaţilor cu glande prostatice mărite pentru că plasarea seminţelor în toate locaţiile potrivite se poate dovedi imposibilă. Medicii caută în prezent modalităţi de a depăşi acest obstacol, prin, spre exemplu, administrarea unei scurte sesiuni de terapie hormonală în prealabil pentru a reduce dimensiunea prostatei.
Testele imagistice, cum ar fi cele transrectale cu ultrasunete, scanările CT sau RMN, sunt utilizate pentru a ajuta la plasarea granulelor radioactive. Anumite programe speciale de calculator calculează doza exactă  de radiaţii necesară. În absenţa acestora, cancerul poate să primească o cantitate insuficientă de radiaţii sau ţesuturile normale din jur pot să fie suprairadiate.
Există 2 tipuri de brahiterapie prostatică. Ambele sunt realizate în sala de operaţii şi necesită un anumit tip de anestezie.

Brahiterapia permanentă (dozaj redus sau LDR)

În această abordare, granulele (seminţele) de material radioactiv (cum ar fi iod-125 sau paladiu-103) sunt introduse în ace subţiri care sunt introduse prin piele în zona dintre scrot şi anus şi apoi în prostată. Granulele sunt eliberate din ace în locul dorit  şi emit doze mici de radiaţii timp de săptămâni sau luni. Radiaţia degajată de seminţe parcurge o distanţă foarte mică, astfel încât seminţele pot degaja o cantitate foarte mare de radiaţii într-o zonă foarte restrânsă. Se reduce astfel impactul negativ asupra ţesuturilor sănătoase care sunt în apropierea prostatei.
De regulă, sunt plasate între 40 şi 100 de seminţe. Datorită dimensiunii lor foarte redusă, seminţele cauzează doar un disconfort nesemnificativ şi sunt pur şi simplu lăsate acolo după ce materialul radioactiv este utilizat. Acest tip de radioterapie necesită anestezie spinală (care amorţeşte partea inferioară a corpului dumneavoastră) sau anestezie generală (prin care sunteţi adormit) şi poate necesita şi spitalizare peste noapte.
Brahiterapia poate fi însoţită şi de radioterapie externă, mai ales atunci când există riscul de răspândire a cancerului în afara prostatei (spre exemplu, dacă aveţi un scor Gleason mare).

Brahiterapie temporară (doză ridicată sau HDR)

Aceasta este o tehnică mai recentă. Ace goale subţiri sunt introduse prin piele în zona dintre scrot şi anus şi apoi în prostată. În aceste ace sunt introduse tuburi moi din nailon (catetere). Acele sunt apoi îndepărtate, dar cateterele rămân pe loc. În catetere este apoi introdus iridiu-192 sau cesiu-137, de regulă timp de 5 până la 15 minute. În general, sunt administrate 3 tratamente scurte, iar substanţa radioactivă este îndepărtată de fiecare dată. Tratamente sunt de regulă administrate în decursul a 2 zile. După ultimul tratament, cateterul este îndepărtat.

La aproximativ o săptămână după tratament puteţi simţi anumite dureri sau o inflamare a zonei dintre scrot şi rect, iar urina dumneavoastră poate căpăta culoarea roşu-maroniu.

Aceste tratamente sunt de regulă combinate cu radioterapie externă cu dozaj mai redus ca în cazul folosirii acesteia din urmă individual. Doza totală de radiaţii este calculată astfel încât să fie suficient de mare pentru au omorî toate celulele canceroase. Avantajul acestei abordări este că cea mai mare parte a radiaţiilor este concentrată chiar pe glanda prostatică, protejând uretra şi ţesuturile înconjurătoare ale prostatei, cum ar fi nervii, vezica şi rectul.