钴-60治疗机治疗肿瘤的原理，就是利用γ射线对物质的电离作用，肿瘤受到γ射线照射时，肿瘤细胞因电离作用而坏死。用γ射线集中照射肿瘤病变部位，杀死肿瘤细胞，从而达到不开刀治疗肿瘤的目的。

钴-60治疗机是γ源远距离治疗设备，使用钴-60密封放射源，活度一般在数百万亿贝可，半衰期为5.27年，所发射的γ射线有两种能量，分别为1.17MeV和1.33MeV，平均能量是1.25MeV。当放射源传动装置启动后，源从贮存位输送到照射位置，γ射线束经准直口向外射出，对准肿瘤位置照射，杀死肿瘤细胞。该治疗方法的缺点是同时也会杀死部分健康细胞。

因使用的钴-60活度较大，钴-60治疗机一般被置于一次性浇铸的厚混凝土构件内，用联锁装置控制铅防护门和钴治疗机的工作时间，使γ射线不对外环境产生影响，避免对工作人员和公众健康造成危害。