Die irreversible Elektroporation wirkt fokal gegen Tumore und ist durch die zielgerichtete, örtlich begrenzte Zerstörung von Tumorgewebe sehr schonend für das umliegende Gewebe. Bei der IRE-Therapie bildet sich um Sonden in Form von Nadeln ein elektrisches Feld, welches die Zellmembranen im behandelten Bereich öffnet und damit die Zerstörung der Zellen herbeiführt. Im Rahmen des natürlichen Wachstums ersetzen gesunde Zellen so die abgestorbenen Tumorzellen.
Bevor die IRE-Behandlung beginnt, erfolgt die Magnetresonanztomographie (MRT), mit der Ort und Größe der Tumorzellen bestimmt werden kann. Sobald diese identifiziert wurden, können Sonden, die in ihrer Form an Nadeln erinnern, in den Körper gebracht und um das Tumorgewebe herum positioniert werden. Die Spitzen der Sonden können nun gezielt kurze Stromstöße von mehreren tausend Volt in wenigen Mikrosekunden erzeugen und das betroffene Gewebe zerstören. Hierbei wird die Zellmembran angegriffen und bleibt dauerhaft beschädigt, wodurch die betreffende Zelle abstirbt. Die Zellreste werden schließlich vom Immunsystem des Körpers entsorgt und neue Zellen gebildet.
Weil die Stromstöße gezielt Gewebe zerstören können, wird die irreversible Elektroporation auch als „NanoKnife“ bzw. „elektrisches Skalpell“ bezeichnet. Im Gegensatz zur Radiofrequenzablation stellt die IRE-Behandlung somit eine gewebeschonende Methode dar, die hauptsächlich das Tumorgewebe angreift und umliegendes, gutartiges Gewebe erhalten kann.