伽馬刀、射波刀、質子刀等立體定向放射療法常被認為是一種無創治療方式，可有效控制膠質瘤的生長，因此備受推崇。然而，實際情況並非如此。
首先，非手術治療無法進行病理診斷，理論上無法明確診斷膠質瘤。膠質瘤的瀰漫性生長方式決定了伽馬刀等放射療法不適用於新診斷的膠質瘤治療。
膠質瘤呈瀰漫性生長，缺乏明確的腫瘤細胞學邊界。瘤內腫瘤細胞密度最高，而距離瘤周遠離瘤體的部分，腫瘤細胞密度逐漸降低，與正常腦組織存在過渡區域。然而，這個過渡區的範圍目前尚無明確定義。因此，手術指南推薦膠質瘤手術應追求最大安全切除，即在安全的前提下儘可能切除更多組織。由於腫瘤細胞學邊界難以確定，外科醫生現在更加關注瘤周的功能區域定位，透過根據功能邊界直接切除腫瘤，以達到最大的安全切除程度。
立體定向放射療法（如伽馬刀、射波刀、質子刀等）利用外部電離輻射束或荷電粒子束，結合精確的定位系統，將高能量射線聚焦於具體的靶區，從而摧毀該區域的組織，達到類似外科手術的效果。但是，這種療法的靶區範圍一般小於3-5cm。顯然，立體定向放射療法只能進行區域性治療，不能滿足膠質瘤最大安全切除的要求。
目前，伽馬刀、射波刀、質子刀等立體定向放射療法主要用於區域性小體積復發腦膠質瘤的補充放療，而不作為腦膠質瘤的首選放療方案。