Η βραχυθεραπεία (brachytherapy στα Αγγλικά, από την ελληνική λέξη βραχύς, υποδηλώνοντας την κοντινή απόσταση), αποτελεί τεχνική ακτινοθεραπείας κατά την οποία ραδιενεργός πηγή τοποθετείται πλησίον ή μέσα στον όγκο στόχο. Εφαρμόζεται συνήθως σε περιπτώσεις καρκίνου τραχήλου μήτρας, προστάτη, μαστού αλλά και σε άλλες περιπτώσεις είτε ως μόνη θεραπεία ειτε σε συνδυασμό με εξωτερική ακτινοθεραπεία, χειρουργείο και χημειοθεραπεία.
Σε αντίθεση με την εξωτερική ακτινοθεραπεία κατά την οποία υψηλής ενέργειας ακτίνες χ κατευθύνονται εξωτερικά στο σώμα του ασθενούς, η βραχυθεραπεία αφορά σε ακριβή τοποθέτηση μέσα ή πλησίον στον όγκο, μικρής ακτίνας δράσης ραδιενεργού πηγής. H εκπέμπουσα ιοντίζουσα ακτινοβολία προσβάλει μόνο τον όγκο χωρίς ή με ελάχιστες παρενέργειες από τους γύρω ιστούς. Είναι έτσι εφικτή η θεραπεία ασθενών με υψηλότερες δόσεις ακτινοβολίας, συγκριτικά με την εξωτερική ακτινοθεραπεία, χωρίς αύξηση της συχνότητας εμφάνισης αντιδράσεων από τα υγιή όργανα.