早期肺癌的治疗优选手术，5年生存率约为60%-80%。但很多患者因年龄，心肺功能差或其他合并症，或者主观意愿而不能手术。这时候，放疗成为好的选择。立体定向放射治疗(SBRT)是较为常见的放疗方式，SBRT通常利用多个束或弧，使用较低剂量的射束面对较大体积的肺部病灶。
质子治疗为肺癌患者提供一种全新的非手术治疗方法，适用于各个阶段的肺癌患者，与传统的高能x射线辐射（或光子）不同。由于质子治疗独特的特性，它可以提供特定深度的辐射剂量然后突然停下，后方不再有射线照射剂量。
肺癌的放射部位为胸部，淋巴结病灶距离心脏和食管太近，采用常规放射治疗可能会严重损害心脏，导致长期的心脏疾病，同时可能导致食管损伤。但质子治疗可以很大限度地避免这些损伤。
