سرطان
روش‌های اصلی درمان سرطان عبارتند از: این نانوذرات می‌توانند ترکیبات دارویی را حمل و پروتئینی موسوم به Myc را مسدود کنند، Myc در بسیاری از سرطان‌ها نظیر سرطان خون فعال می‌شود؛ نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که ترکیب بازدارنده Myc بسیار مؤثر است، اما زمانی که این ماده به جریان خون تزریق می‌شود، به سرعت از بین می‌رود، در نتیجه باید توسط یک ماده دیگر محافظت شود.
رادیودارو
کاربردهای درمانی رادیو داروها در مقایسه با کاربردهای تشخیص محدودتر هستند. در این موارد که در بیماران مبتلا به سرطان بسیار از آن بهره برده می‌شود از پرتوهای منتشر شده از رادیوداروها برای جلوگیری از تقسیم و انتشار سلول‌های سرطانی و همچنین ضعیف کردن و نابودسازی آن‌ها استفاده می‌شود. نابودی سلول‌های سرطانی از طریقیونیزاسیون انجام می‌شود، بنابراین پرتوهایی که دارای یونیزاسیون مخصوص بالا بوده و نیز بردهای کوتاه دارند، برای این عمل مفید هستند، چرا که این رفتار منجر به مقدار زیاد نابودی نسوج در یک منطقه کوچک و محدود می‌گردد. بهترین ایزوتوپ‌ها برای مقاصد درمانی، آن‌هایی هستند که پرتوهای آلفا یا بتا با انرژی پایین منتشر می‌کنند.