放射性治療即放療。放療是利用放射線，例如放射性同位素產生的α、β、γ射線和各類X射線治療機或加速器產生的X射線、電子線、質子束及其它粒子束等治療惡性腫瘤的一種方法。傳統方式治療採用光子束，射線在照射路徑中全程分散釋放能量，進入人體後輻射能量逐漸增加到最大，隨後緩慢降低，使放療路徑上處於腫瘤前後的正常組織受到一定照射劑量，但會出現一定放療副作用。

質子束採用質子放療，由於特殊深度劑量分佈的布拉格峰使腫瘤內劑量分佈均一，腫瘤前方正常組織劑量低於光子，腫瘤後方正常組織劑量幾乎為0，而且布拉格峰位置存在能量依賴，能夠精確調整到需要位置。

因此，使用質子治療可以提高腫瘤劑量提高腫瘤局部控制率，同時明顯降低正常組織損傷。正常組織放療副作用發生率明顯低於光子，而重離子放療使用比質子具有更高能量的射線粒子束。目前採用碳離子可以有效殺滅乏氧或放療抵抗的腫瘤細胞，同時對各細胞週期的腫瘤細胞均具有殺傷作用，理論上是目前最高端的放療技術。