放射性治疗即放疗。放疗是利用放射线，例如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗机或加速器产生的X射线、电子线、质子束及其它粒子束等治疗恶性肿瘤的一种方法。传统方式治疗采用光子束，射线在照射路径中全程分散释放能量，进入人体后辐射能量逐渐增加到最大，随后缓慢降低，使放疗路径上处于肿瘤前后的正常组织受到一定照射剂量，但会出现一定放疗副作用。

质子束采用质子放疗，由于特殊深度剂量分布的布拉格峰使肿瘤内剂量分布均一，肿瘤前方正常组织剂量低于光子，肿瘤后方正常组织剂量几乎为0，而且布拉格峰位置存在能量依赖，能够精确调整到需要位置。

因此，使用质子治疗可以提高肿瘤剂量提高肿瘤局部控制率，同时明显降低正常组织损伤。正常组织放疗副作用发生率明显低于光子，而重离子放疗使用比质子具有更高能量的射线粒子束。目前采用碳离子可以有效杀灭乏氧或放疗抵抗的肿瘤细胞，同时对各细胞周期的肿瘤细胞均具有杀伤作用，理论上是目前最高端的放疗技术。