المعالجة بالجسيمات (بالإنجليزية: Particle therapy) هي شكل من أشكال العلاج الشعاعي الخارجي باستخدام حزم من النيوترونات النشطة أو البروتونات أو أيونات إيجابية أخرى أثقل لعلاج السرطان. والنوع الأكثر شيوعًا من العلاج بالجسيمات اعتبارًا من عام 2012 هو العلاج بالبروتون.
وعلى نقيض الأشعة السينية (الحزم الفوتونية) المستخدمة في العلاج الإشعاعي الأقدم فإن أشعة الجسيمات تظهر ذروة براغ في فقدان الطاقة من خلال الجسم، مما يوفر أقصى جرعة إشعاعية عند الورم أو بالقرب منه ويقلل من تلف الأنسجة الطبيعية المحيطة.
يُشار إلى المعالجة بالجسيمات أيضًا بطريقة أكثر تقنية باسم العلاج بالهادرون باستثناء الفوتون والعلاج الإلكتروني، لا يُنظر هنا أيضًا إلى العلاج باصطياد النيوترون بالبرورون الذي يعتمد على تفاعل نووي ثانوي، وقد تم أيضًا محاولة العلاج بالميوون وهو نوع نادر من المعالجة بالجسيمات ليس ضمن الفئات المذكورة أعلاه.