相较于一般常见的光子治疗（X光治疗），世界上仅有少数的放射治疗中心可以利用质子进行癌症治疗。光子治疗（X光治疗）很大的缺点为「剎不住车」，当X光对肿瘤造成伤害后，它仍会穿透肿瘤并对肿瘤后方的正常组织造成伤害。即便现代的放射治疗技术已大幅增加放射治疗的准确度，这些治疗区域外的无谓放射暴露，仍是光子治疗（X光治疗）无法避免的原罪。

和光子治疗不同，质子治疗具有「布拉格峰」之物理特性。当质子进入身体后，就如同深水炸弹，当射束进入到体内一定深度时才会将能量一次释放，而在肿瘤后方的正常组织便不会有额外的放射暴露，进而减少放射治疗可能产生的副作用。当副作用减少，很直接的便是病人生活质量的提升。

质子治疗很常被提及的问题，便是它的疗效有没有比光子治疗更好，这问题其实相当复杂。就很粗糙的说法，两者的杀伤力相差不多，对于肿瘤控制率光子和质子应当没有差别。但值得注意的是，当质子治疗减少了正常组织所受到的伤害，我们便有机会在同样程度的副作用下，进一步地提高治疗的强度。换言之，质子治疗打开了一些过去我们所无法治疗的癌症大门，很显著的例子莫过于局部晚期的肝癌。

但质子治疗并非完全没有缺点的万灵丹，利用光子与质子进行同样的治疗，其难度宛如骑自行车比上开砂石车。和光子不同，质子为带电且具质量之粒子，因此质子治疗需要配合昂贵且精密的设备才可进行治疗。这带来了质子治疗的第一个、可能也是很明显的问题－高昂的治疗费用。除了经济问题外，质子治疗对于肿瘤位置与深度的敏感性，也考验着医师与放射师们对于器官移动、对位准确度的了解与要求，这带来了质子治疗的第二个问题，治疗时间相对光子治疗更长。因此对于无法久躺、生命征象不稳定的病患，质子治疗便不是适合的治疗选项。

总地来说，质子治疗是相当富潜力的放射治疗选项，但如何选择正确的病人并设计很适当的治疗计划来治疗，便考验着医师、物理师、放射师们的学识与经验。