与常规放疗射线相比，
重离子以其在物质中的剂量损失集中于射程末端的物理学特性和高的
相对生物学效应，用于治癌时具有明显的优势：对病灶周围健康组织损伤最小，对癌细胞杀伤效果最佳，在线精确监控照射位置和剂量，疗程短、无痛苦，几乎没有副作用。因此，重离子被国际上公认为21世纪最理想的放疗用射线，特别适宜于外科手术、化疗、常规放疗无效或易复发的难治病例。美国、日本、德国等发达国家已以此累计治疗各种癌症6000多例。
加速器放射治疗对于患者来说，具有对健康组织辐射损伤轻、疗程短、治愈率高等特点。与其他肿瘤治疗方法相比，重离子治疗肿瘤具有独特的物理和生物优势：重离子能量沉积在射程末端区，对沿途健康组织损伤小；治愈率高，可有效杀死乏氧肿瘤细胞，不存留肿瘤核；定位精度高，可对人体深部肿瘤实施精确治疗，对肿瘤周围的健康组织损伤很小；可三维扫描治疗、实时监控，便于准确定位、适形照射和控制剂量；治疗剂量小，不需要辅助药物，至今没有观察到明显的副作用；每次辐照时间较短，无痛苦感，患者日常活动不受影响；治疗周期短，疗程4—20次(天)。
由于重离子线对癌细胞的致死效应很强，实现了平均单次照射剂量高、照射次数少的可能性。 短期照射是重离子线治疗的一大特点。根据放射线医学综合研究所的统计，全部患者的平均治疗期间为3周，比一般的X线治疗（6-7周）要短。特别是肺癌和肝癌，实现了1-2次 /1-2天的超短期治疗。子宫
恶性肿瘤约为5周，颈部恶性肿瘤、骨软组织恶性肿瘤、
前列腺癌约为4周。治疗时间短这一特点，为患者能早日恢复日常生活提供了极大的帮助
中国是世界上第四个开展重离子肿瘤治疗临床试验研究的国家。2012年5月2日，投资16亿元的重离子肿瘤治疗中心在武威市荣华生化工业园区开工建设，标志着恶性肿瘤治疗中心正式落户
武威，使国家大科学工程——
中科院近物所“重离子治癌”从基础研究向民生应用迈出了实质性的一步。