Bei der Partikeltherapie werden über ein Beschleunigersystem Protonen oder Kohlenstoff-Ionen auf eine sehr hohe Geschwindigkeit gebracht und dann punktgenau im Zielgewebe appliziert. Dort fügen die Partikel den Zellen irreparable Schäden zu. Durch die millimetergenaue Berechnung und Steuerung lässt sich der Tumor genauer bestrahlen als mit bisherigen Verfahren, das umliegende gesunde Gewebe wird geschont. Aufgrund seiner Genauigkeit eignet sich das Verfahren insbesondere für schwer zugängliche Krebsarten oder solche, die dicht an Risiko-Organen liegen - zum Beispiel Schädelbasis- oder Hirntumore. Ein anderes Anwendungsgebiet sind Weichteilsarkome und Prostatakarzinome, die von empfindlichem Gewebe umgeben sind.