定義
質子刀為質子加速器的一種商業套用；其主要的套用領域在醫學上為癌症腫瘤的放射性治療，而在半導體或太陽能科學上則是切割晶圓或太陽能基板。原理
質子刀之原理為利用帶正電荷的質子在電場中持續加速，達到一定速度和能量之後，射入標的物之內，利用布拉格尖峰(Bragg peak)現象，對特定標的物內在某一深度位置釋放大量能量，以達到對物體特定深度區域進行破壞之目的。發展歷史
質子刀自1946年Wilson提出質子治療建議以來的半個世紀中，質子治療經過了漫長的發展道路才有今天的巨大成就。質子治療大致分為三個歷史階段：1946年到1985年間是研發階段，這階段沒有專用的質子產生裝置，寄生在核物理研究所，利用核物理實驗的高能質子束研究質子治療，6個研究所均分布在國外，當時的質子治療幾乎是不收費或少收費，不以贏利為目的。1985年到1998年是實踐與套用階段，主要是利用研發階段取得的成功經驗擴大套用規模和社會服務，在美國，建造質子治療裝置的資金提上了日程，1990年美國loma linda是世界建造的第一台專用質子治療中心，在其間，質子治療技術得到了很大的發展。上述形勢促使質子治療進入第三個歷史階段——市場開發階段，這個階段估計可延長到21世紀中期。質子治療裝置本是高科技，風險小，質子治療有巨大的社會價值，因此質子治療將成為21世紀看好的高科技投資項目。
醫學套用
裝置組成
整個質子治療裝置由加速器、能量選擇系統、束流輸運系統、1-2個旋轉治療頭、1-2個固定治療頭、控制系統、劑量測量與定標系統，以及治療與裝置資料庫、專用準直器與補償器加工中心、呼吸門開關控制等部分組成。還要配基建、水、電、氣通用設備及禁止與安全等配套裝置。治療方式
質子治療質子刀治療為目前全世界最先進的腫瘤放射治療技術，但以質子刀為主要設備之質子治療中心因為設定費用非常昂貴，到2012年為止全世界已成立的質子治療中心只有約四十座，所治療的病人總共約七萬人。中國之第一座質子治療中心於2004年12月開始臨床使用。
套用範圍
質子治療適應症：1）腦和脊髓腫瘤：腦良惡性腫瘤包括脊膜瘤、腦轉移瘤、垂體瘤、腦膠質瘤、聽神經瘤、顱咽管瘤等；顱底：脊索瘤和軟骨瘤。腦血管疾病：腦動靜脈畸形、海綿狀血管瘤等；其他功能性疾病： 癲癇、三叉神經痛、帕金森等
2）眼部病變：脈絡膜黑色素瘤、視網膜黃斑變性、眼眶腫瘤。
3）胸部腫瘤：原發性肺癌、轉移性肺癌、縱隔腫瘤。
4）腹部腫瘤：原發或轉移性肝癌、肝血管瘤、胰腺癌、膽囊癌、原發或轉移性腎上腺癌，原發或轉移性腎臟腫瘤、其他腹膜後原發或轉移瘤。
5）盆腔腫瘤：前列腺癌、宮頸癌、直腸癌、其他盆腔復發或轉移瘤。
