临床治疗的结果表明，质子和重离子放疗在非小细胞肺癌、前列腺癌、头颈部肿瘤、肝癌、颅底和脊柱旁肿瘤及中枢神经系统肿瘤治疗中取得了比较好的疗效，而放疗的急性和后期的放疗不良反应不严重。重离子对肿瘤有很强的杀伤力，特别是那些抗拒光子放疗甚至抗拒质子放疗的肿瘤，如软组织肉瘤、腺样囊性癌、恶性黑色素瘤等含有大量乏氧细胞的恶性肿瘤，疗效更为明显。
质子重离子放疗作为一种新的肿瘤治疗技术，拓展了放射治疗的应用宽度，极大程度地提高了肿瘤治疗患者的治愈率和生活质量，为年龄大、心肺功能较差或无法耐受手术治疗的患者提供了治疗方式的新选择。但是在许多肿瘤的治疗中，需依据具体的患者病情，充分结合多种治疗手段，使治疗获得好的效果。
在诸多的放射治疗类型中，常用的X射线、伽马射线的物理剂量分布及生物学效应均不理想，在应用时常对癌肿周围的正常组织给予一定程度的照射损伤，随着照射路径的延伸，束流能量逐步降低，使得剂量的有效利用率也较低。而中子、负π离子的生物学效应虽好，但物理剂量分布并不理想，对正常组织损害过大，均不是理想的治疗方法。相比之下，质子重离子可形成犹如Bragg峰的能量释放轨迹，在达到病灶之前，能量几乎不被释放，实现了对肿瘤细胞产生强大杀灭效应的同时有效地保护周围正常组织，从而降低由治疗引起的副作用。
质子重离子放疗，因具有能极高和穿透性强的特点，使其适应症较普通光子治疗有了极大的拓宽。目前，质子重离子治疗适应症广。
