I fasci di elettroni, raggi X a energia differente e protoni penetrano nel tessuto umano in modo differente. Il percorso compiuto dagli elettroni è molto breve e sono utili solo in zone prossime alla pelle. I raggi X penetrano più profondamente ma la dose assorbita dal tessuto ha un decadimento esponenziale tipico con spessore crescente. Per i protoni e gli ioni più pesanti, invece, la dose aumenta con l'aumentare dello spessore fino al picco di Bragg, che avviene poco prima del termine del tragitto. Superato tale picco la dose scende a zero (nel caso dei protoni) o quasi a zero (nel caso degli ioni pesanti). Il vantaggio è nel minor deposito di energia nel tessuto sano circostante quello bersagliato, risparmiandolo da inutili danni.