質子束是帶電粒子束之一，可通過將質子（氫核）加速至高能產生輻射，當質子束照射到人體時，依據其物理特性可在一定深度處突然釋放能量并消失（稱為“布拉格峰”）。 在一般放射治療法中使用的X射線中找不到這種物理特性，而在質子治療中，可通過調節布拉格峰的深度和寬度使其匹配癌細胞的形狀，抑制其對附近重要器官組織及正常細胞的影響，同時向癌細胞注入足夠的劑量，從而達到治療癌癥的效果。
對于諸如頭頸癌，肺癌，肝癌，食道癌，胰腺癌和前列腺癌等疾病，已有多例治療報告。（數據來源：住友重機械統計）