De nombreuses substances radioactives sont utilisées en curiethérapie.

• Le radium est actuellement abandonné en raison des difficultés de radioprotection et du manque de souplesse de son utilisation.
• Le césium 137, sous forme de tube ou de billes, remplace les tubes de radium pour les traitements des cancers gynécologiques.
• Les fils d'iridium 192 sont surtout utilisés pour la radiothérapie intersticielle ou endovacitaire.
• On utilise pour certaines tumeurs de l'œil le ruthénium 106 ou l'iode 125.
• Le strontium 190 est également utilisé pour des lésions superficielles de la cornée ou de la peau.