重粒子线治疗的对象只限于局部癌，其中最适合采用该治疗的情况有下列几种。
重粒子线治疗无痛、对患者的创伤小，不必手术就能治愈癌症，是一种前所未有的先进的治疗方法。
针对疾病
颅内肿瘤、颅底肿瘤、头颈部肿瘤、脑胶质瘤、肺癌、肝癌、食道癌、胰腺癌、前列腺癌、阴道癌、子宫癌、骨肉瘤、黑色素瘤、肠癌,乳腺癌Ⅰ期等。
说明
重粒子线治疗的对象只限于局部癌，其中最适合采用该治疗的情况有下列几种。虽然手术是第一选择，但因患者年龄已高且有并发症等问题难以进行手术的癌症、晚期癌，常规放射线治疗难以奏效的癌症以及尽管可以手术，但留下后遗症的可能性较高的癌症。
关于其他疾病的重粒子线治疗
适应重粒子线治疗的重要条件有以下3点。
1. 不能适用其他的治疗方法，不能期待好的结果。
2. 通过重粒子线治疗的局部治疗效果，给患者带来了很大的好处。
3. 从理论上或至今为止的经验来看，通过重粒子线治疗有可能得到比其他治疗更好的结果。
重粒子线治疗的特征
在重粒子线治疗中，因为使用的是比质子重12倍的碳粒子，所以在剂量集中性和生物效果两方面都有适合癌症治疗的性质。
因为在体内形成高剂量区域(burag峰)，比起以往的X射线，瞄准癌病灶的照射更容易，因此对周围的正常组织的影响会减少(图1、2)。
因为峰值部分的生物效果(细胞致死作用)有比X射线和质子线大2～3倍的性质，对以前的X射线表示抵抗性的癌症也有效(图3、4)。
上述1和2用适合癌症治疗的形式表现。也就是说，重粒子线的生物效果(细微部分致死效果)在体表面附近是小的，越深越大，在峰值部分是最大的。因此，如果将重粒子线的峰值部分与病灶的位置和尺寸相匹配的话，病灶就可以比周围的正常组织在物理上和生物学上都产生更大的剂量(影响)。
图一：X线和重粒子线的线量分布的比较
图二：X线和重粒子线的线量分布的比较(颅底肿瘤)
图三：照射产生的二次粒子分布
图四：重粒子线的深度剂量分布
