健康教育网质子刀为质子加速器的一种商业应用；其主要的应用领域在医学上为癌症肿瘤的放射性治疗，而在半导体或太阳能科学上则是切割晶圆或太阳能基板。质子刀之原理为利用带正电荷的质子在电场中持续加速，达到一定速度和能量之后，射入标的物之内，利用布拉格尖峰(Bragg peak)现象，对特定标的物内在某一深度位置释放大量能量，以达到对物体特定深度区域进行破坏之目的。
在医学肿瘤放射治疗上所使用的质子刀，大都采用由碳原子之原子核所制成的重粒子质子加速器，原因是其所携带的能量较大，治疗效果较显著。在实际治疗时，将质子刀以三度空间对位瞄准患者之肿瘤位置，透过携带能量之质子在特定深度会释放大部分能量的布拉格尖峰现象，将大量能量释放于肿瘤中(癌症病灶区)，以达到破坏肿瘤中之癌细胞而不破坏肿瘤外其他正常细胞，乃至后消除肿瘤之目的。比起传统的X光放射性治疗或伽马刀、光子刀等治疗，质子刀治疗对病灶区周边正常细胞的伤害小很多，相对地副作用也较少。
质子刀治疗为全世界先进的肿瘤放射治疗技术，但以质子刀为主要设备之质子治疗中心因为设置费用非常昂贵，到2012年为止全世界已成立的质子治疗中心只有约四十座，所治疗的病人总共约七万人。中国之第一座质子治疗中心于2004年12月开始临床使用。
质子治疗适应症：
（1）脑和脊髓肿瘤：脑良恶性肿瘤包括脊膜瘤、脑转移瘤、垂体瘤、脑胶质瘤、听神经瘤、颅咽管瘤等；颅底：脊索瘤和软骨瘤。脑血管疾病：脑动静脉畸形、海绵状血管瘤等；其他功能性疾病：癫痫、三叉神经痛、帕金森等
（2）眼部病变：脉络膜黑色素瘤、视网膜黄斑变性、眼眶肿瘤。
（3）胸部肿瘤：原发性肺癌、转移性肺癌、纵隔肿瘤。
（4）腹部肿瘤：原发或转移性肝癌、肝血管瘤、胰腺癌、胆囊癌、原发或转移性肾上腺癌，原发或转移性肾脏肿瘤、其他腹膜后原发或转移瘤。
（5）盆腔肿瘤：前列腺癌、宫颈癌、直肠癌、其他盆腔复发或转移瘤。
相较于价格昂贵的质子重离子，质子刀在治疗癌症方面是一个不错的选择。
