與傳統放療相比，質子治療至少有四個方面的優勢：提高腫瘤照射水平、提高局部控制率、減少併發症，以及加強放化療的效果。所有適合放療的腫瘤患者都是質子治療的適應人群。
質子治療系統作為目前世界上最先進放的腫瘤放射治療設備之一，目前在歐美等國家建有多個質子治療中心，日本、韓國也建立了醫院專用的質子治療中心。在美國，每年有上萬人接受質子治療。
所有適合放療的腫瘤患者都是質子治療的適應人群。尤其對於早期腫瘤患者，質子治療的五年生存率達到80%以上。由於兒童放射線敏感性高於成人，傳統的放射治療會造成兒童肝臟、腎臟、脊髓、卵巢或睪丸等重要器官的放射性損傷。
質子治療可以通過精確“定向定點爆破”技術，使重要器官和組織免受損傷，從而解決了兒童患者放射治療中的難題。對於有重要器官包繞的腫瘤來說，質子治療也顯示了極大的優越性。
質子放射治療在未來20-30年內將會成為腫瘤放射治療的主流手段。據國外臨床資料報道，經過質子治療早期腫瘤患者的五年生存率達到80%以上。前列腺癌用於質子治療的5年生存率為88%;對視神經膠質瘤，用質子治療可在保存視力的情況下，直到治療後3年無復發。對肝癌治療，據報道，7年生存率達94%;對於身體狀況較差的老年腫瘤和兒科腫瘤，經臨床檢驗，治療效果較好。眼黑色素瘤過去的治療方法是摘除眼球，患者痛苦至極。質子治療可以90%以上保存眼球，5年局部控制率為96%以上。
