质子放疗是一种使用电离辐射的外照射放疗，穿透性能强，不仅靶区适形好，而且剂量分布均匀，对于较大、不规则形状的靶区，质子放疗的优势比较明显。普通放疗的射线按照肿瘤的生长形状照射，穿透性弱，不能有效控制所有的癌变细胞。
由于质子具有布拉格峰的特性，肿瘤上方的正常组织只受到1/3-1/2的峰值剂量，而肿瘤后方的正常组织基本不会受到损害。这种独特的物理特性，能减少患者正常组织的受照射剂量，提高肿瘤治疗的准确度，减少患者治疗后的放射不良反应。尤其是当肿瘤靠近重要的器官时，质子放疗具有重要意义。与光子放疗相比，质子放疗对身体的负担更小，老年患者或体质虚弱的患者也能接受治疗。
但是并非所有的肿瘤都适合采用质子放疗，病灶与正常组织分界不清晰或病变较为广泛的肿瘤、出现转移的肿瘤、胃及肠道肿瘤、血液系统肿瘤（白血病、多发性骨髓瘤等）都不适合质子放疗。
