Les avantages des rayons gamma sont plus clairement visibles dans le domaine médical, où ils sont utilisés pour traiter les cancers et les tumeurs. Une technologie appelée couteau à rayons gamma utilise des faisceaux de rayons gamma concentrés pour cibler et détruire les cellules cancéreuses.
Les rayons gamma sont également utilisés dans les TEP et les scintigraphies osseuses pour détecter les tumeurs malignes. Le personnel médical utilise un isotope du cobalt appelé cobalt 60 comme source de ces rayons gamma. Les rayons gamma sont également utilisés dans les autoclaves pour stériliser les instruments médicaux.
Ces rayons à haute énergie sont également utilisés dans l'industrie alimentaire pour irradier les aliments. L'irradiation tue les bactéries et les agents pathogènes et garde les fruits et légumes frais plus longtemps en interrompant le processus de maturation ou de germination.
Les rayons gamma sont également utilisés pour inspecter les pièces moulées à la recherche de fissures et d'imperfections invisibles à l'œil nu. L'industrie de la bijouterie utilise également des rayons gamma. L'application de rayons gamma à la topaze blanche la transforme en topaze bleue.
Les rayons gamma sont courants dans l'espace et sont créés par des objets très chauds, tels que les étoiles à neutrons et les zones autour des trous noirs. Les scientifiques utilisent les rayons gamma émis par les noyaux des éléments trouvés sur les planètes pour déterminer la matière qui compose la planète.