Ožarovanie v oblasti hlavy a krku patrí k najnáročnejším ako pre pacienta, tak aj pre lekára. V tejto oblasti je príliš veľa orgánov citlivých na žiarenie, ktoré môžu byť poškodené, a zároveň je na zničenie nádoru potrebné použitie vysokých dávok. Štandardná rádioterapia túto situáciu nie je schopná vždy vyriešiť. Nádory oblasti hlavy a krku sú lokalizované v blízkom okolí mnohých rizikových štruktúr, ktoré majú významne obmedzenú toleranciu k ionizujúcemu žiareniu (miecha, slinné žľazy, mozgový kmeň, prehĺtacie cesty, oči, optický nerv a pod.), teda veľmi často nie je v prípade fotónovej rádioterapie možné aplikovať dostatočnú dávku žiarenia bez toho, aby sa tieto orgány poškodili.
Je zrejmé, že protónový zväzok ožaruje iba tzv. cieľový objem (oblasť, kde sa nachádza alebo nachádzal nádor), teda žiarenie je smerované takmer výlučne len do tkaniva, ktoré je postihnuté. Naopak fotónové žiarenie vďaka svojim fyzikálnym vlastnostiam zasahuje významne aj okolité zdravé štruktúry.
Mezinárodní léčebné protokoly a organizace jako např. ASTRO (American Society for Therapeutic Radiology and Oncology) doporučují vždy zvážit protonovou radioterapii u vybraných diagnóz hlavy a krku.