Syövän protonihoidon etuja ovat se, että se on tarkempi kuin vaihtoehtoiset hoidot ja vähemmän todennäköisesti vahingoittaa ympäröiviä kudoksia. Protonihoito voidaan myös kohdistaa tarkasti kasvaimen tarkalle syvyydelle minimoiden muiden kehon osien vaurioituminen. Hoito voi kuitenkin aiheuttaa samoja sivuvaikutuksia kuin muut sädehoidon muodot, ja se on myös kallista.
Yksi protonihoidon tärkeimmistä eduista on se, että sillä on pienempi mahdollisuus aiheuttaa vakavia sivuvaikutuksia kuin muilla hoitomuodoilla. Tämä johtuu siitä, että protonit ovat suurempia ja raskaampia kuin hiukkaset, joita käytetään muun tyyppisessä sädehoidossa. Suurempi massa tarkoittaa, että protonit eivät hajoa niin paljon kehon muihin osiin, mikä vähentää ympäröivän kudoksen vaurioita.
On myös helpompaa kohdistaa protonit tietyn syvyyden kudokseen. Jos käytetään muun tyyppistä säteilyä, kuten röntgensäteitä, on vaikea saada säteily pysähtymään syövän tarkalle syvyydelle. Tämä tarkoittaa, että säteily jatkuu ja voi vaikuttaa muihin kehon osiin. Toisaalta protonienergiaa voidaan säätää niin, että useimmat eivät pääse tunkeutumaan pidemmälle.
Syövän protonihoidon uskotaan aiheuttavan vähemmän sivuvaikutuksia kuin muut sädehoidon muodot. Siitä huolimatta on edelleen useita sivuvaikutuksia, joita voi esiintyä, kun sitä käytetään, vaikka ne riippuvat siitä, missä hoitoa käytetään ja tarvittavasta annoksesta. Haittavaikutuksia, joita esiintyy pian hoidon jälkeen – kuten kurkun haavaumia, turvotusta tai hedelmättömyyttä hoidon sijainnista riippuen – tunnetaan akuuteina. Myöhäiset haittavaikutukset – kuten ihon joustavuuden väheneminen, sydänsairaudet ja jopa sekundaariset syövät – ovat harvinaisissa tapauksissa usein ilmeisiä vuosia eikä viikkoja. Monet potilaat, jotka tarvitsevat pieniannoksista protonihoitoa syöpään, eivät kärsi lainkaan sivuvaikutuksista.
Suurin syövän protonihoidon haitta on se, että se on kallista. Tämä ei ehkä ole huolenaihe sairausvakuutuksen piiriin kuuluvalle potilaalle, mutta se voi joskus aiheuttaa ongelmia vakuutusyhtiön kanssa. On arvioitu, että protonihoito voi maksaa jopa kolme kertaa enemmän kuin perinteinen syövän sädehoito, vaikka yritetään kehittää kustannustehokkaampi vaihtoehto, joka voi silti olla yhtä tehokas sairauden hoidossa.