Las características de la radiación constituida por partículas pesadas la convierten en una herramienta muy útil para el uso terapéutico. Los protones, los núcleos de helio o los iones de carbono están siendo empleados con éxito en instalaciones radioterápicas de todo el mundo. En este trabajo se exponen los fundamentos físicos y tecnológicos que convierten a estas partículas en radiación adecuada para atacar los volúmenes blanco, así como las distintas maneras de administrar tratamientos. Posteriormente se describen las principales aplicaciones clínicas que muestran las ventajas terapéuticas en algunas de las patologías más empleadas en centros de protón y hadrón-terapia en la actualidad. En continuo estudio, el uso clínico de partículas pesadas se presenta como una vía de avance enormemente prometedora frente a las tecnologías clásicas, tanto en cobertura tumoral como en reducción de dosis en el tejido circundante.