Neben der Altersbestimmung in der Archäologie wird die Thermolumineszenzdosimetrie vor allem in der Strahlentherapie verwendet, wobei sie auch bei Strahlenschutzmessungen immer mehr an Bedeutung gewinnt.
Die Wirkung des Eingriffs ist wesentlich stärker als bei einer üblichen, auf viele kleine Einzeldosen fraktionierten Strahlentherapie, aber er setzt höchste Präzision voraus.
Für die Therapie (Strahlentherapie, in diesem besonderen Fall würde man von einer Endoradiotherapie sprechen) sind die für die Diagnostik genutzten Gammaquanten nicht geeignet.
Dies ist insbesondere für die Konstruktion von Kalorimetern in der Teilchenphysik oder für die Strahlentherapie mit leichten Teilchen oder Photonen von Bedeutung.
Sie erfolgt entweder von außen (perkutane Strahlentherapie) oder durch „Spickung“ (Brachytherapie) (von griechisch brachýs = nah) der Prostata mit radioaktivem Material.
