脑和其他中枢神经系统癌症
　　在治疗脑癌和其他中枢神经系统癌症时，重要的是将辐射剂量限制在控制身体重要功能的其他关键结构（例如脑干，脊髓和健康的脑组织）上。质子治疗是目前可用的最先进的放射治疗技术，可以将不必要的放射限制在这些结构上。
　　乳腺癌
　　由于乳房位于心脏和肺部附近，因此质子疗法与常规放射疗法相比具有明显的优势，因为它能够限制对胸部组织的放射剂量。标准放射疗法将放射线沉积到心脏和肺部，增加了短期和长期副作用的机率，包括以后的继发性癌症。
　　食道癌
　　食道邻近许多重要器官和结构，包括心脏，肺，气管和主要血管。保护这些器官和结构对于预防重大副作用（例如心脏病和放射性肺炎）很重要。由于其精确性和临床优势，质子治疗非常适合降低这些副作用的风险，同时为肿瘤提供治疗剂量。
　　头颈癌
　　许多关键结构位于头颈部区域，包括脑干，脊髓和唾液腺。当在该区域用高剂量的放射线治疗时，可能会出现明显的副作用，包括无法吞咽和唾液分泌减少。质子治疗可以通过限制这些结构的辐射剂量来帮助降低发生这些副作用的风险。
　　肝癌
　　肝脏具有过滤血液的关键功能，通常会导致起源于身体其他部位的癌症扩散到该关键器官。此外，肝细胞和肝内胆管癌（胆管癌）也可能起源于肝脏。最近的研究表明，在治疗这些适应症时，质子治疗患者的总体生存率高于标准放射治疗患者。
　　肺癌
　　像其他发生在胸部的癌症一样，许多重要的结构和器官靠近肺部，包括邻近的健康肺组织。由于质子治疗的临床优势，可以限制对关键器官（如心脏和健康的肺组织）的辐射剂量，从而减少肺部并发症（如放射性肺炎和心脏病）。
　　淋巴瘤
　　淋巴瘤可发生在身体的许多不同区域，通常与关键结构和器官相邻，包括心脏，肺，肾，脊髓，食道，骨髓，胃和唾液腺。因此，质子治疗是有利的，因为它限制了传递至这些关键结构和器官的放射线的数量，同时传递了治疗剂量以实现肿瘤控制。
　　眼癌和其他眼疾
　　由于质子束的独特物理特性，与标准放射线治疗相比，质子疗法在治疗眼癌和其他眼部疾病（如黄斑变性）时具有临床优势。由于眼睛相对于视神经和周围脑组织的位置，质子治疗可以将有害的辐射剂量限制在这些关键结构和器官上。
　　小儿癌症
　　在过去的几十年中，小儿癌症的存活率已从10％显着提高到今天的近90％。不幸的是，这些幸存的患者中有许多经历了长期的重大副作用，包括健康组织中的继发性癌症，在其初始治疗期间接受了不必要的放射治疗。质子治疗可以限制向这些健康组织的放射剂量，同时向肿瘤提供治疗剂量，从而降低了小儿癌症患者遭受长期副作用的风险。
　　胰腺癌
　　胰腺位于腹部中部，周围有几个关键器官，包括肝脏，肾脏，胃以及大小肠。由于这些器官的关键位置和辐射敏感性，必须限制对这些器官的辐射剂量，以防止恶心，呕吐和保持器官功能。由于这些原因，高度指示质子治疗以向肿瘤递送治疗剂量并限制向这些周围器官的剂量。
　　前列腺癌
　　前列腺是核桃形的器官，周围环绕着膀胱和直肠，位于男性骨盆的深处。因此，在治疗前列腺癌时，这些器官以及邻近的肠和骨结构通常会接受不必要的辐射剂量。这会导致短期和长期的副作用增加。当治疗前列腺时，质子疗法可将不必要的放射剂量限制在这些组织上，从而减少诸如直肠尿急和频率之类的使人衰弱的副作用。另外，一些研究表明，与标准放射治疗的患者相比，质子治疗的患者生存率提高。
　　肉瘤
　　肉瘤可发生在人体许多不同部位的骨骼和软组织中。这些类型的肿瘤需要高剂量的辐射才能治愈。因此，当质子治疗邻近关键结构和器官时，质子治疗是有优势的，因为它可以限制不必要的辐射量，从而导致越来越少的短期和长期副作用。
　　颅骨癌
　　由于脑干，脊髓和健康的脑组织非常接近，因此难以治疗发生在颅底的癌症。日本国立癌症研究中心质子治疗已被证明在向这些肿瘤提供治愈剂量的同时将放射线限制在这些关键结构和器官中，从而减少了这些区域的短期和长期副作用，是有益的。