特點
放射治療的最理想效果是給予腫瘤細胞根治劑量，而不損傷正常組織。然而，傳統放射治療技術所使用的X射線或γ射線在治療腫瘤的同時，正常組織不可避免地損傷到，腫瘤無法得到根治性治療。質子以其優越的物理特性，使腫瘤放射治療效果基本達到了放射治療的理想目標。
治癒率極高
傳統放射治療中的射線隨機體組織的深入，能量逐漸衰減，而質子作為帶正電荷的離子，以極高的速度進入人體，在體內與正常組織或細胞發生作用的機會極低，當到達癌細胞的特定部位時，速度突然降低並停止，釋放最大能量，產生Bragg峰，將癌細胞殺死。
副作用極小
放射治療技術雖在腫瘤治療中已取得了明顯的療效，但由於X射線或γ射線是以指數形式衰減，其射程無法控制，所以對淺層組織和腫瘤後的正常組織損傷較大；而質子治療時腫瘤前端的組織僅受到極小量的照射，對腫瘤後面和側面的正常組織照射為零，幾乎不會損傷正常組織。
精確度極高
由於質子的質量大，在物質內散射少，在照射區周圍只有很小的半影，減少了對周圍正常組織的照射劑量，從而提供了腫瘤治療的精確度。
傳統放療射線無法控制射程，而質子射線可運用自動化技術人為控制其能量釋放的方向、部位和射程，可將Bragg峰控制在腫瘤靶區的邊界，實現“定向爆破”。
彌補不足
對於有重要組織器官包繞的腫瘤，其它治療方法束手無策，用質子治療則顯示出了其巨大的優越性。國外報導腦膠質瘤經質子治療後靶區內無一例復發。
穿透性能強。質子束以高能高速進入人體，穿透力強，能量可以自由控制調節使射束達到人體組織任意深度。
劑量分布好。高輻射劑量集中於腫瘤部位，腫瘤後面與側面的正常組織區域幾乎無劑量分布，腫瘤前面的正常組織也僅有極小劑量。利於保護周邊正常組織不受損傷。部劑量高。 Bragg峰的優越物理學特性使質子束在組織內局灶高能釋放，對腫瘤及病變組織實施精確範圍最大殺傷。
質子束的這種優越特性及質子治療技術的先進性是其他放射治療技術不可比擬的。適用於各種良惡性腫瘤的放射治療，尤其適用於眼部腫瘤的治療、較大體積的深部腫瘤的治療和對常規輻射(光子射線X射線、電子射線及伽瑪射線)敏感性差的腫瘤的治療等。但由於該設備昂貴，技術含量高，只在少數先進國家的大型實驗室擁有該技術。
質子作為帶正電荷的粒子，以極高的速度進入人體，由於其速度快，產生Bragg峰（博拉格峰），將癌細胞殺死，同時有效地保護正常組織。由於質子治療具有穿透性能強、劑量分布好、局部劑量高、旁散射少、半影小等特徵，尤其對於治療有重要組織器官包繞的腫瘤，顯示出較大的優越性。
