所谓质子，就是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子。氢原子通过加速器高能加速，成为穿 透力很强的电离放射线，这就是质子放射线。质子治疗是放射线治疗的一种。质子进入人体后，在射程终点处形成一个尖锐的剂量峰，称为Bragg峰。通过调制能量展宽Bragg峰可以使Bragg峰覆盖肿瘤。另外，质子入射通道上能量损失较小，侧散射也很小，其前后左右正常组织所受剂量较小，故具有较好的放射物理学性能。在质子线治疗中，可利用专门的机器和器具，结合布拉格峰的深度和患者不同病灶的形状进行照射。因此可集中剂量，只瞄准病灶实施照射，同时降低了对正常组织的影响。
质子线照射使用的专用器具是准 直仪和适形器，参照CT影像，利用专用的计算机系统进行设计，并根据照射方向为每位患者制定1～3套器具。
我们传统用的放疗都是光子放疗，例如X射线或者γ射线；而质子属于粒子放疗，这些粒子在被加速到大约0.7倍光速后，通过特定方向被轰入人体，到达肿瘤细胞时释放大量的能量，从而杀死肿瘤细胞。
光子在接近身体表面的时候，能量就达到较 大值，然后能量逐渐减少。由于光子的这个特性，肿瘤周围的正常组织也会吸收较多的能量，导致副作用的出现（例如皮肤粘膜损伤、消化道副作用等），因此医 学界也在不断研究更加先 进的光子放疗方式，希望在杀伤肿瘤的同时尽量多保护肿瘤周围的正常组织。
与光子放疗相比，质子放疗较重要的特性就是存在布拉格峰，关于布拉格峰形成背后的一些物理学知识，大家并不需要深入了解，需要要记住布拉格峰所带来的实际运用就是所谓的定 向爆破，即将质子和重离子的大部分能量集中在肿瘤位置，而对于周边正常组织的损伤较小。
