质子的体积比重离子小，杀伤力也小。细胞受损后，细胞有机会自我修复。一旦辐射偏离，就可以修复。它比重离子更安全；重离子体积大，能量大，杀死的细胞会完全死亡，无法恢复，它相当于外科手术刀，对照射的精 确度要求更高。
质子疗法破坏癌细胞的DNA单链，使细胞有修复的可能。重离子治疗破坏DNA双链，使癌细胞无修复的可能，达到完全杀死癌细胞的目的。离子对癌细胞的杀伤力较强，且治疗时间较短，约为质子治疗时间的一半，但重离子设备的投资约为质子治疗的两倍，因此重离子治疗医院优于质子治疗，病人的医疗费用也更贵。
质子治疗的优点：穿透力强，准确率高；治疗过程中实时监测；对健康组织的不良影响小；对癌细胞的杀伤力大；儿童肿瘤放射治疗的“金标准”；肿瘤部位放射治疗剂量大。
接受质子治疗的患者可以根据情况选择是否住院，以保证患者的生活质量。与X射线放射治疗相比，质子治疗副作用小，适用于年龄大、病情轻、不能手术的患者。大多数接受质子治疗的患者需要每天治疗一次，每周3-5次，大约15-30分钟，分为4-40个疗程。
质子治疗的副作用：质子治疗可引起照射部位皮炎，偶尔引起周围器官炎症。质子治疗的副作用与频率、部位和患者情况有关。对于儿童患者，应特别注意长期的副作用，包括对生长发育、生殖系统、器官功能和原位复发肿瘤（良性、恶性）的影响。
质子重离子治疗适应症：质子重离子治疗技术不适用于所有恶性肿瘤。例如，以下情况不适用于质子重离子治疗：系统性恶性疾病，如白血病、多发性骨髓瘤等；腹腔器官癌，如胃癌、肠癌等；一般情况较差的患者，如白天一半或更多时间在床上，需要他人照顾自己生活的患者；远处器官广泛转移；在同一肿瘤部位接受过两次以上放射治疗的患者；不能长时间（30分钟）保持俯卧或仰卧姿势的患者。
