子加速器，原因是其所携带的能量较大，治疗效果较显着。在实际治疗时，将质子刀以三度空间对位瞄准患者之肿瘤位置，透过携带能量之质子在特定深度会释放大部分能量的布拉格尖峰现象，将大量能量释放于肿瘤中(癌症病灶区)，以达到破坏肿瘤中之癌细胞而不破坏肿瘤外其他正常细胞，乃至最后消除肿瘤之目的。比起传统的X光放射性治疗或伽傌刀、光子刀等治疗，质子刀治疗对病灶区週边正常细胞的伤害小很多，相对地副作用也较少。质子刀治疗为目前全世界最先进的肿瘤放射治疗技术，但以质子刀为主要设备之质子治疗中心因为设置费用非常昂贵，到2012年