与传统放疗相比，质子治疗至少有四个方面的优势：提高肿瘤照射水平、提高局部控制率、减少并发症，以及加强放化疗的效果。所有适合放疗的肿瘤患者都是质子治疗的适应人群。
质子治疗系统作为目前世界上最先进放的肿瘤放射治疗设备之一，目前在欧美等国家建有多个质子治疗中心，日本、韩国也建立了医院专用的质子治疗中心。在美国，每年有上万人接受质子治疗。
所有适合放疗的肿瘤患者都是质子治疗的适应人群。尤其对于早期肿瘤患者，质子治疗的五年生存率达到80%以上。由于儿童放射线敏感性高于成人，传统的放射治疗会造成儿童肝脏、肾脏、脊髓、卵巢或睾丸等重要器官的放射性损伤。
质子治疗可以通过精确“定向定点爆破”技术，使重要器官和组织免受损伤，从而解决了儿童患者放射治疗中的难题。对于有重要器官包绕的肿瘤来说，质子治疗也显示了极大的优越性。
质子放射治疗在未来20-30年内将会成为肿瘤放射治疗的主流手段。据国外临床资料报道，经过质子治疗早期肿瘤患者的五年生存率达到80%以上。前列腺癌用于质子治疗的5年生存率为88%;对视神经胶质瘤，用质子治疗可在保存视力的情况下，直到治疗后3年无复发。对肝癌治疗，据报道，7年生存率达94%;对于身体状况较差的老年肿瘤和儿科肿瘤，经临床检验，治疗效果较好。眼黑色素瘤过去的治疗方法是摘除眼球，患者痛苦至极。质子治疗可以90%以上保存眼球，5年局部控制率为96%以上。
