利用硼-10与中子发生作用，放出辐射线以杀死肿瘤细胞的同时，却又不严重影响正常组织细胞，是BNCT的基本精神所在。BNCT的治疗过程可分成两部分：首先是在肿瘤部位聚集稳定的同位素硼-10，再利用热中子（Thermal Neutron，通常是指能量在1 eV以下的中子）照射肿瘤部位

由于热中子与硼-10之间的捕捉机率，远大于热中子与细胞主要组成（碳、氢、氧、氮）之间的捕捉机率。 因此，大部分照射在肿瘤部位的热中子皆与硼-10发生反应，并迅速放出高能量的锂-7及α粒子。

由于锂-7及α粒子在组织细胞中的大移动距离分别只有4 μm和9 μm，此一距离与一个细胞的大小相当，因此，若能控制中子与硼-10的反应发生在肿瘤细胞内，则肿瘤细胞将被硼中子反应所产生的高能量粒子摧毁，距离较远的正常组织细胞所受到的伤害则相对较小。这种利用含硼药物累积于肿瘤细胞，再利用中子引发放射反应的治疗方法， 正是结合标靶治疗与放射治疗的优点，达到所谓不伤及无辜的治疗目的。

 1、对身体负担轻
　　 其作用产生的高能量线密度，并仅为一个细胞的射程可以有效攻击癌细胞而不损伤正常组织。也可以在维持生活质量的情况下治疗。对肿瘤实现了细胞单位的破坏，被视为“理想的癌症疗法“。
　　 2、对于难治性癌症也有效
　　 理论上由于注射硼元素后的癌细胞被破坏，对外科手术或其他的放疗等治疗有难度（癌细胞与正常细胞混合的脑肿瘤）的癌症也有效果。
　　 3、只需1〜2 的照射
　　 BNCT 对正常细胞的影响很小，一次可以进行大线量的中子照射。所以照射只需1〜2 次。（一般的X 线治疗基本为20 次〜30 次）。