Vėžio protonų terapijos privalumai yra tai, kad jis yra tikslesnis nei alternatyvus gydymas ir mažiau kenkia aplinkiniams audiniams. Protonų terapija taip pat gali būti tiksliai nukreipta į tikslų naviko gylį, sumažinant žalą kitoms kūno dalims. Tačiau gydymas gali sukelti tą patį šalutinį poveikį kaip ir kitos spindulinio gydymo formos, be to, jis yra brangus.
Vienas iš pagrindinių protonų terapijos privalumų yra tai, kad ji turi mažesnę tikimybę sukelti sunkų šalutinį poveikį nei kitos terapijos formos. Taip yra todėl, kad protonai yra didesni ir sunkesni nei dalelės, naudojamos kitų tipų spindulinei terapijai. Didesnė masė reiškia, kad protonai taip stipriai neišsisklaido į kitas kūno dalis, todėl sumažėja žala aplinkiniams audiniams.
Taip pat lengviau nukreipti protonus į tam tikro gylio audinius. Jei naudojama kitų rūšių spinduliuotė, pvz., rentgeno spinduliai, sunku pasiekti, kad spinduliuotė sustotų tiksliai vėžio gylyje. Tai reiškia, kad spinduliuotė tęsiasi ir gali paveikti kitas kūno dalis. Kita vertus, protonų energiją galima reguliuoti, kad dauguma jų negalėtų prasiskverbti toliau nei reikia.
Manoma, kad vėžio protonų terapija sukelia mažiau šalutinių poveikių nei kitos spindulinės terapijos formos. Nepaisant to, vartojant vaistą, vis dar gali atsirasti šalutinių poveikių, nors jie priklauso nuo gydymo vietos ir reikalingos dozės. Šalutinis poveikis, atsirandantis netrukus po gydymo, pvz., gerklės opos, patinimas ar nevaisingumas, priklausomai nuo gydymo vietos, yra žinomas kaip ūmus. Vėlyvas šalutinis poveikis, pvz., odos elastingumo sumažėjimas, širdies ligos ir netgi antrinis vėžys, retais atvejais, dažnai pasireiškia metų, o ne savaičių. Daugelis pacientų, kuriems reikalinga maža protonų dozė vėžiui gydyti, nepatiria jokio šalutinio poveikio.
Pagrindinis vėžio protonų terapijos trūkumas yra tai, kad jis brangus. Tai gali nekelti rūpesčių pacientui, apdraustam sveikatos draudimu, tačiau kartais tai gali sukelti problemų su draudimo bendrove. Apskaičiuota, kad protonų terapija gali kainuoti iki trijų kartų daugiau nei tradicinė spindulinė vėžio terapija, nors dedamos pastangos sukurti ekonomiškesnę alternatyvą, kuri vis tiek gali būti tokia pat veiksminga gydant ligą.