放疗副作用大多是一过性的，或者说是短期的，会逐渐消失或明显减轻，对患者的生存期和长期生活质量影响不大。但应当警惕其中非常严重的副作用——第二原发癌症，长期光子放疗增加了患第二原发癌的风险。
第二原发癌是相较原发癌而言的，是指在排除转移癌的前提下发生的第二种癌症。放疗导致的第二原发癌，可能会在很多年后发生，尤其是对儿童癌症患者危害更大。
与光子放疗相比，质子治疗的癌症患者在生命后期罹患第二原发癌的风险大大降低。常规放射线治疗在人体浅表处剂量高，具有穿透人体的特点，照射面积广，因此它对健康组织的辐射也是一个致癌原。有数据显示，传统放疗(X线)对儿科肿瘤来说，出现由放射导致的二次肿瘤的风险达是25%，质子在肿瘤外部所释放的放射源以及二次癌症的可能性被降低，这对儿童来讲是十分重要的。对于常用放射治疗几类癌症，质子治疗都可以降低二次患癌的几率，其中头颈癌患者减少58%。
