La radiothérapie dite métabolique, renommée récemment radiothérapie interne vectorisée ou moléculaire, consiste à irradier des cibles tumorales de petite taille et disséminées dans l'organisme au moyen de médicaments radioactifs. Elle s'impose de plus en plus comme une modalité thérapeutique nouvelle en cancérologie, forte d'arguments théoriques, expérimentaux mais également de résultats cliniques tangibles, ayant conduit à la mise sur le marché de plusieurs spécialités. L'iode 131 est utilisé depuis plus de 50 ans dans le traitement des hyperthyroïdies et du cancer différencié de la thyroïde avec une efficacité établie et une toxicité très limitée ; le suivi prolongé des patients atteints de cancer a permis d'adapter les indications et les modalités du traitement. Les développements cliniques récents, qui concernent avant tout les anticorps et les analogues de la somatostatine, mais aussi les agents à visée osseuse, sont d'ores et déjà probants. Les travaux en cours et les résultats récemment publiés dans ce domaine montrent clairement que beaucoup de pistes et d'ouvertures sont à explorer, qui concernent les mécanismes d'action, la relation entre activité injectée et efficacité à travers des approches dosimétriques adaptées, la mise au point de radiopharmaceutiques plus performants, la définition de cibles thérapeutiques nouvelles et une meilleure sélection des indications. La radiothérapie interne des tumeurs hépatiques est actuellement en plein essor avec l'utilisation des microsphères marquées à l'yttrium 90. La revue de ces différentes voies de recherche, dans le cadre d'une réflexion résolument multidisciplinaire, conduit à penser que la radiothérapie interne devrait se développer considérablement dans les années à venir.