質子刀：
整個質子治療裝置由加速器、能量選擇系統、束流輸運系統、1-2個旋轉治療頭、1-2個固定治療頭、控制系統、劑量測量與定標系統，以及治療與裝置資料庫、專用準直器與補償器加工中心、呼吸門開關控制等部分組成。還要配基建、水、電、氣通用裝置及遮蔽與安全等配套裝置。治療方式在醫學腫瘤放射治療上所使用的質子刀，大都採用由碳原子之原子核所製成的重粒子質子加速器，原因是其所攜帶的能量較大，治療效果較顯著。
在實際治療時，將質子刀以三度空間對位瞄準患者之腫瘤位置，透過攜帶能量之質子在特定深度會釋放大部分能量的布拉格尖峰現象，將大量能量釋放於腫瘤中(癌症病灶區)，以達到破壞腫瘤中之癌細胞而不破壞腫瘤外其他正常細胞，乃至最後消除腫瘤之目的。比起傳統的X光放射性治療或伽馬刀、光子刀等治療，質子刀治療對病灶區周邊正常細胞的傷害小很多，相對地副作用也較少。
重粒子刀：
重離子放射線治療腫瘤癌症是當代公認的先進有效的放療方法，這是由重離子射線獨特的物理特性和生物特性所決定的。物理特性是這樣的，碳離子和其他重帶電粒子一樣，具有倒轉劑量分佈的特性。重離子在貫穿物質時主要是透過與靶原子核外電子的碰撞損失能量，隨著離子能量的降低，這種碰撞的機率增大。
在離子進入人體的大部分射程裡，巨大的初始能量使離子穿過組織速度很快，因而損失的能量較小，形成一個相對低能量的坪區；在射程的末端，隨著能量的損失，離子運動速度減慢，與靶電子碰撞的機率增大，最終在射程末端形成一個陡峭的高劑量（能量損失）峰，即Bragg峰，其後劑量迅速跌落。Bragg峰位的深度可以透過改變入射離子的初始能量來調節。治療時把展寬的Bragg峰精確地調整並套住整個腫瘤靶區，是周圍正常的組織只受到很小劑量的照射。利用重離子的帶電性，實現柵網掃描技術引導束流對腫瘤實行精確斷層掃描的"適形治療"。此外重離子的散射比質子和光子小，對精確的劑量分佈也非常有利。
質子刀：
整個質子治療裝置由加速器、能量選擇系統、束流輸運系統、1-2個旋轉治療頭、1-2個固定治療頭、控制系統、劑量測量與定標系統，以及治療與裝置資料庫、專用準直器與補償器加工中心、呼吸門開關控制等部分組成。還要配基建、水、電、氣通用裝置及遮蔽與安全等配套裝置。治療方式在醫學腫瘤放射治療上所使用的質子刀，大都採用由碳原子之原子核所製成的重粒子質子加速器，原因是其所攜帶的能量較大，治療效果較顯著。
在實際治療時，將質子刀以三度空間對位瞄準患者之腫瘤位置，透過攜帶能量之質子在特定深度會釋放大部分能量的布拉格尖峰現象，將大量能量釋放於腫瘤中(癌症病灶區)，以達到破壞腫瘤中之癌細胞而不破壞腫瘤外其他正常細胞，乃至最後消除腫瘤之目的。比起傳統的X光放射性治療或伽馬刀、光子刀等治療，質子刀治療對病灶區周邊正常細胞的傷害小很多，相對地副作用也較少。
重粒子刀：
重離子放射線治療腫瘤癌症是當代公認的先進有效的放療方法，這是由重離子射線獨特的物理特性和生物特性所決定的。物理特性是這樣的，碳離子和其他重帶電粒子一樣，具有倒轉劑量分佈的特性。重離子在貫穿物質時主要是透過與靶原子核外電子的碰撞損失能量，隨著離子能量的降低，這種碰撞的機率增大。
在離子進入人體的大部分射程裡，巨大的初始能量使離子穿過組織速度很快，因而損失的能量較小，形成一個相對低能量的坪區；在射程的末端，隨著能量的損失，離子運動速度減慢，與靶電子碰撞的機率增大，最終在射程末端形成一個陡峭的高劑量（能量損失）峰，即Bragg峰，其後劑量迅速跌落。Bragg峰位的深度可以透過改變入射離子的初始能量來調節。治療時把展寬的Bragg峰精確地調整並套住整個腫瘤靶區，是周圍正常的組織只受到很小劑量的照射。利用重離子的帶電性，實現柵網掃描技術引導束流對腫瘤實行精確斷層掃描的"適形治療"。此外重離子的散射比質子和光子小，對精確的劑量分佈也非常有利。