目前在肿瘤治疗领域，外科治疗、放射治疗和内科治疗仍然被视为三大常规治疗手段。其中，放射疗法的较 大优点是无需切除器官，能够保持器官的形态与功能的完整。
放射治疗作为癌症治疗的三大方法之一，近年来得到了长足的发展。放疗的主要技术是直线加速器的光子放疗，即所谓的光子放疗。目前在肿瘤放疗界，普遍认为肿瘤的粒子放疗（质子和重离子）是当前较 先 进的放疗技术，优于光子放疗技术
临床治疗的结果表明，重离子放疗在非小细胞肺癌、前列腺癌、头颈部肿瘤、肝细胞肝癌、颅底和脊柱旁肿瘤及中枢神经系统肿瘤治疗中取得了比较好的疗效，而放疗的急性和后期的放疗不良反应不严重。重离子放疗对于抗拒光子放疗的软组织肉瘤、恶性黑色素瘤和体积比较大的且含有大量乏氧肿瘤细胞的肿瘤而言，疗效明显提高。
质子重离子放射治疗因其具有能级高和穿透性强的特点，使得适应症范围较之普通光子放疗有了极大的拓宽，但是质子重离子放疗不适合于胃癌和肠癌等空腔脏器的癌症。
对于手术放疗化疗已经无效的肿瘤患者而言，质子重离子治疗可能会带来新的治疗机会。比如胃肠道肿瘤系统的肝转移、普通放疗无效的鼻咽癌，以及较为罕见的脊索瘤。除了胃肠道肿瘤之外，大多数肿瘤类型，包括胰腺癌、宫颈癌、乳腺癌、肺癌、前列腺癌等均是质子重离子放射治疗的适应症。
质子重离子放射治疗特别适用于处于复杂组织中的肿瘤，特别是周边组织对放疗敏感和把安全放在前列位的头部区域肿瘤，例如眼睛、耳朵或者脑组织附近；或者脑垂体等重要腺体部位；以及肝脏等部位的肿瘤。
质子重离子治疗相比传统的恶性肿瘤治疗方式确实有不少优点，但不是所有恶性肿瘤都需要这种治疗，比如有些肿瘤早期手术就可以治好的。此外，也不是所有恶性肿瘤都能用这种方法治疗。
