Korzyści promieniowania gamma są najwyraźniej widoczne w medycynie, gdzie są wykorzystywane w leczeniu nowotworów i nowotworów. Technologia zwana nożem gamma wykorzystuje skoncentrowane wiązki promieniowania gamma do celowania i niszczenia komórek nowotworowych.
Promienie gamma są również używane w skanach PET i skanach kości w celu wykrycia nowotworów złośliwych. Personel medyczny korzysta z izotopu kobaltu zwanego kobaltem 60 jako źródła tych promieni gamma. Promienie gamma są również używane w autoklawach do sterylizacji instrumentów medycznych.
Te wysokoenergetyczne promienie są również wykorzystywane w przemyśle spożywczym do napromieniowania żywności. Napromienianie zabija bakterie i patogeny i utrzymuje świeżość owoców i warzyw, przerywając proces dojrzewania lub kiełkowania.
Promienie Gamma są również używane do sprawdzania odlewów pod kątem pęknięć i niedoskonałości, których nie można zobaczyć ludzkim okiem. Branża jubilerska wykorzystuje również promienie gamma. Zastosowanie promieni gamma do białego topazu zmienia go w niebieski topaz.
Promienie gamma są powszechne w kosmosie i są tworzone przez bardzo gorące obiekty, takie jak gwiazdy neutronowe i obszary wokół czarnych dziur. Naukowcy wykorzystują promieniowanie gamma emitowane z jąder pierwiastków znalezionych na planetach, aby określić materiał, który obejmuje planetę.