质子作为带正电荷的粒子，以极高的速度进入人体，由于其速度快，在体内与正常组织或细胞发生作用的机会极低，当到达癌细胞的特定部位时，速度突然降低并停止，释放最大能量，产生Bragg峰（博拉格峰），将癌细胞杀死，同时有效地保护正常组织。由于质子治疗具有穿透性能强、剂量分布好、局部剂量高、旁散射少、半影小等特征，尤其对于治疗有重要组织器官包绕的肿瘤，显示出较大的优越性。 质子治疗的适应症比较广泛，对于脑部良恶性肿瘤、脊髓肿瘤、脑血管疾病、头颈部肿瘤、眼部病变、胸腹部肿瘤、儿科肿瘤以及其它疾病等均有较好的疗效。国外临床治疗数据表明，质子治疗肿瘤有效率达到95%以上，五年存活率高达80%，被高能物理界和医学界评估为疗效最好、副作用最少的治疗方法。 由于质子治疗系统是目前世界上最先进、也是最昂贵的超大型尖端医疗设备，建立质子治疗中心投资巨大，技术要求极高，目前只有美国、日本等少数发达国家才能够建造，而拥有独立的质子治疗系统的医院更是屈指可数。