质子，带电量为1.602 19×10-19C,静质量为1.672 61×10-27kg，放射治疗所用质子能量范围为50-250eMeV。

所谓质子，就是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子。

氢原子通过加速器高能加速，成为穿透力很强的电离放射线，这就是质子放射线。

质子治疗是放射线治疗的一种。质子进入人体后，在射程终点处形成一个尖锐的剂量峰，称为Bragg峰。通过调制能量展宽Bragg峰可以使Bragg峰覆盖肿瘤。另外，质子入射通道上能量损失较小，侧散射也很小，其前后左右正常组织所受剂量较小，故具有较好的放射物理学性能。

质子与电子、光子都是低LET辐射，放射生物学性能与下列参数有关：

1、氧增比（oxygen enhancement ratio ,OER）为乏痒细胞与富氧细胞产生相同程度生物效应所需剂量之比，它描写了该种辐射的放射敏感性对细胞含氧量的依赖关系。

2、相对生物效应（relative biological effectiveness，RBE）为产生相同程度的生物效应时该种辐射所需剂量与Co的γ辐射所需剂量之比。

3、传能线密度（linear energy transfer，LET）为沿次级粒子单位径迹长度上的电离密度，其单位为KeV/μ。当LET低于10KeV/μ时，OER及RBE几乎不变，OER高，RBE低。当LET高于10KeV/μ后，OER开始下降，RBE逐步上升。因此，称10KeV/μ以下为低LET辐射，以上为高LET辐射。

在质子线治疗中，可利用专门的机器和器具，结合布拉格峰的深度和患者不同病灶的形状进行照射 。因此可集中剂量，只瞄准病灶实施照射，同时降低了对正常组织的影响。

质子线照射使用的专用器具是准直仪和适形器，参照CT影像，利用专用的计算机系统进行设计，并根据照射方向为每位患者制定1～3套器具。