上海市质子重离子临床技术研发中心（以下简称“研发中心”）于2014年1月设立，与上海市质子重离子医院（以下简称“医院”）实行“一体化”管理，是一所集临床治疗、研究及新技术研发于一身，以国际尖端肿瘤放射治疗技术-质子重离子放射治疗技术为主要治疗手段的现代化、国际化肿瘤中心。研发中心、医院地处上海市浦东新区张江科学城内，占地150亩，核定床位220张，拥有目前世界上最先进的质子重离子放射治疗系统，可为广大患者提供优质的肿瘤治疗服务。
上海市质子重离子医院是一所集医疗、科研、教学于一身，以国际尖端肿瘤放射治疗技术——质子重离子放射治疗技术为主要治疗手段的现代化、国际化肿瘤中心，也是国内首家同时拥有质子和重离子放射治疗技术的医疗机构。医院由上海申康医院发展中心建设，通过与复旦大学附属肿瘤医院高度融合、资源共享开展实际临床运营，为广大患者提供优质的肿瘤诊疗和早期肿瘤筛查服务。
上海市质子重离子医院于上世纪90年代开始筹备，2003年项目正式启动。在中央领导关心和国家有关部委支持下，上海“十年磨一剑”成功建成国内第一家质子重离子医院。2014年，医院顺利开展35例临床患者试验。2015年5月8日，医院正式开业。2017年9月，医院通过国际医疗机构评审联合委员会认证，成为全球范围内第一家通过JCI认证的质子重离子中心。2020年1月，医院挂牌成为复旦大学附属质子重离子医院。
医院地处上海市浦东新区张江科学城，总占地面积150亩，一期总建筑面积52，542平方米，核定床位220张，门诊诊室24间。医院引进的质子重离子系统设备可以引出质子和重离子两种射线，并且配备了国际先进的笔形扫描技术、呼吸门控技术和滑轨CT设备等。
开业八年来，医院不断优化诊疗流程、提升诊疗效率，截至2023年5月8日，累计治疗出院患者5648例，年平均增长率达20％。其中，2022年，医院年度治疗量再次突破千例大关，达到1025例，创开业以来新高并居全球同类质子重离子放疗机构之首。医院以患者需求为导向，突出重离子技术优势，将国内发病率靠前的鼻咽癌、颅内颅底肿瘤、肺癌、肝癌、前列腺癌等5个病种作为临床重点病种，将胰腺癌、乳腺癌作为临床研究病种，这7个病种（5+2）的出院患者数占总数的四分之三。
医院重离子治疗复发鼻咽癌、肺小结节肺癌等实现了国际放疗领域“零的突破”，自主创新形成的66项粒子诊疗“中国方案”，打破了发达国家“话语权”的垄断。医院开业以来，完成了从粒子技术应用的学习者、追赶者，到跻身国际粒子治疗先进行列，并在重离子技术临床应用创新领域渐成领跑者。