放射治疗的理想效果是给予肿瘤细胞医治剂量，而不损伤正常组织。然而，传统放射治疗技术所使用的X射线或γ射线在治疗肿瘤的同时，正常组织不可避免地损伤到，肿瘤无法得到彻底医治治疗。质子以其优越的物理特性，使肿瘤放射治疗效果基本达到了放射治疗的理想目标。
质子治疗乳腺癌：乳腺癌是女性常诊断出的癌症，2020就新发病例而言，常见的癌症位于首位的是乳腺癌，高达226万例，超过了肺癌的221万，这代表着乳腺癌代替肺癌成为首要大癌症。
《新英格兰杂志》发表的一篇文章表明放疗能够让女性罹患心脏疾病的风险提高7.4%，另外一项发表在《JAMA Internal Medicine》上的文章表明放疗能够让女性发生心梗的风险提高3.5%，而靠近心脏的左侧乳腺癌患者的风险非常高。
相比之下，质子治疗的高能量质子束只会进入肿瘤，不会伤到周围正常细胞，更不会危及邻近的心脏器官，让乳腺癌治疗，不再担忧伤“心”的问题。
尤其是既往患有心肺疾病、年龄女性和具有遗传性乳腺癌风险的患者可从质子治疗中获益。对于局部晚期乳腺癌，质子治疗同样具有剂量学优势。
