质子重离子可以治疗头颈部肿瘤、胸部肿瘤、腹部肿瘤、脑部肿瘤以及其他肿瘤，质子重离子治疗是通过将质子或重离子加速形成高能粒子束，精准作用于肿瘤部位，利用其独特的布拉格峰特性，在有效杀灭肿瘤细胞的同时，最大程度减少对周围正常组织的损伤。
1、头颈部肿瘤
像鼻咽癌、口腔癌、下咽癌等都适用。该区域解剖结构复杂，临近诸多重要器官。质子重离子治疗可精准定位肿瘤，减少对周围正常组织如唾液腺、眼睛、听觉器官等的辐射损伤，降低放疗副作用，进而提高患者治疗期间及后续的生活质量。例如，对于鼻咽癌患者，传统放疗易引发口干、听力下降等不良反应，质子重离子治疗则能显著减轻这些问题。
2、胸部肿瘤
肺癌、食管癌等胸部肿瘤在质子重离子治疗的适用范围内。对于肺癌，尤其是早期和局部晚期非小细胞肺癌，质子重离子治疗可降低周围正常肺组织、心脏及脊髓等重要器官所受的放射剂量，减少放射性肺炎、心脏损伤等放射相关并发症的发生，提高肿瘤局部控制率。在食管癌治疗中，能降低肺和心脏的受照剂量，降低放射性损伤发生率。
3、腹部肿瘤
肝癌、胰腺癌、直肠癌等腹部肿瘤可采用此技术。以肝癌为例，我国很多原发性肝癌患者伴有肝硬化，质子放疗可显著降低肝组织受照剂量，降低放射性肝损伤发生率。对于胰腺癌，质子重离子治疗可深入病灶，集中照射肿瘤细胞，同时减少对周围小肠、肝脏等正常组织的损伤。对于复发直肠癌，也有一定治疗效果。
4、脑部肿瘤
包括胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤等。脑部肿瘤治疗对精准度要求极高，质子重离子治疗能精准照射肿瘤部位，减少对正常脑组织和重要神经功能区的损伤，降低因治疗导致的神经功能障碍风险，如偏瘫、失语等，提高患者生存质量。
5、其他肿瘤
如前列腺癌，质子重离子治疗适用于局限性前列腺癌，可降低放射性膀胱炎和直肠炎的发生风险，提高患者长期生活质量；对于骨和软组织肿瘤，像位于脊柱、骨盆等部位的肿瘤，质子重离子治疗能精准杀伤肿瘤细胞，减少对周围骨骼和软组织的破坏。
但并非所有肿瘤患者都适合质子重离子治疗，如非实体肿瘤（白血病等血液疾病）、肿瘤已发生多处转移且转移灶≥3个、同一部位一年内接受过放射治疗或放射性粒子植入、空腔脏器肿瘤（食管癌、胃癌、结直肠癌等目前暂不适用）、无法长时间保持特定体位的患者等通常不适用。具体是否适合，需医生依据患者的肿瘤类型、大小、位置、病期以及身体整体状况等多方面因素综合评估后确定。