Per il trattamento di tumori a profondità maggiori, l'acceleratore di protoni deve produrre un fascio con una maggiore energia, di solito misurata in eV o elettron volt. Se, invece, è necessario trattare tumori più vicini alla superficie del corpo si possono utilizzare protoni di energia inferiore. Gli acceleratori utilizzati per la terapia protonica in genere producono protoni con energie nella gamma di 70-250 MeV (mega elettronvolt; milioni di elettronvolt). Regolando l'energia dei protoni durante il trattamento, si possono quindi risparmiare maggiormente i tessuti posti prima e dopo la massa tumorale, concentrando il massimo dell'energia proprio su questa.