质子重离子的优势就在于，它在计算机的控制下速度极快，射程前段释放较少能量，医生“瞄准”肿瘤位置，高能粒子在特定深度瞬间释放大部分能量，随后能量迅速衰减。学界把这一过程形象地比作“立体定向爆破”，它能使肿瘤病灶接受较大放射剂量，而前后正常组织受到的损伤降到最 低。使用质子重离子放疗，正常组织的放射毒性和副作用明显减少。
在放射生物学上，重离子放疗的优势最 大，它使用的是比质子质量更高的粒子射线，能够打断肿瘤细胞的DNA双链，对肿瘤细胞的杀灭作用是光子的2～3倍。而质子相对较轻，只能打断肿瘤细胞的DNA单链，对肿瘤细胞的杀灭效应约是光子的1.2倍。重离子放疗的优势使得它常常被用于对光子和质子射线抗拒的肿瘤。
目前治疗肿瘤最 佳的模式是多学科综合治疗，有机联合全身治疗和局部治疗技术，才能使患者获得最 佳的疗效，也能尽可能减少不良反应。放疗只是众多局部治疗手段的一种，不能认为单靠质子重离子放疗技术就能解决患者的肿瘤。质子重离子治疗并非完美，它的局限性在于，这是局部治疗，癌症转移后仍需依靠综合治疗，质子重离子治疗更适合早期的癌症患者。
质子重离子筹建需要极大的成本，所以治疗费用高昂，对于质子重离子高额的治疗费，随着医生对技术掌握越来越了解和熟练，可以缩短病人的平均疗程，收治更多病人，因此未来有望降低价格。
