การรักษาโรคมะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอนทำให้แพทย์สามารถเพิ่มปริมาณรังสีที่จะทำลายเซลล์มะเร็งได้มากขึ้นกว่าการใช้รังสีเอกซเรย์ในปัจจุบัน ซึ่งจะทำให้เพิ่มโอกาสการหายขาดจากโรคมะเร็งในบางโรค และยังช่วยลดผลข้างเคียงที่อาจจะเกิดขึ้นทั้งในระยะสั้นและระยะยาวเช่น อาการเจ็บปากเจ็บคอ ปากแห้ง ภาวะลำไส้อักเสบ ภาวะไขกระดูกเสื่อม ความจำเสื่อม เป็นต้น โดยเฉพาะในกลุ่มโรคมะเร็งเด็ก จะช่วยลดความผิดปกติด้านการเจริญเติบโตและพัฒนาการ และลดการเกิดโอกาสของมะเร็งแบบทุติยภูมิ (secondary malignancy) ที่เกิดจากการได้รับรังสีมาก่อน เมื่อระยะเวลาผ่านไป 10 ถึง 20 ปี