质子重离子（Proton and Heavy Ion）是指质子和重离子（如氦离子、碳离子等）在高速下的离子束。相比于传统的X光和伽马射线治疗，质子重离子治疗具有更高的能量和更狭窄的束流，这种治疗可以更为准确地定位癌细胞并减少正常细胞的受损。
目前，质子重离子治疗多被应用于头颈肿瘤、脊柱肿瘤、肺癌等疾病。由于其较低的光子和电子治疗的副作用，使其在放射治疗中越来越受到人们的关注，尤其是在体积较小的肿瘤的局部控制和难治癌症（如儿童肿瘤、脑肿瘤等）方面，质子重离子治疗具有独特的优势。
通过放射性核素PET和电脑断层扫描（CT）等，质子重离子还可用于三维基因影响强度分析（3D-GSI）。发展迅速的质子重离子治疗将有望在未来成为癌症治疗的重要方法。