加速器是一種能人工把帶電粒子的束流加速到高能量的裝置。它是研究原子核和基本粒子的重要設備，近年來，在工農業和醫療衛生事業中的應用也日益廣泛。按粒子運動的軌道形狀，可分為直線型和圓型加速器兩大類，前者有高壓倍加器、靜電加速器和直線加速器，後者有電子感應加速器、回旋加速器、質子同步加速器等。
目前世界上最大的粒子加速器是美國費密國立加速器實驗室的一台質子同步加速器，它可以把質子加速到500GeV（1GeV代表10億電子狀）。束流強度已達2×1013質子/脈衝。實際上這台大加速器是由4台加速器組成：750keV的預注入器，200MeV的直線加速器，8GeV的快速增強器和500GeV的主加速器。預注入器也叫高壓倍加器，是用來產生質子束流的低能強流加速器。質子從這裏開始加速，把從離子源中引出的負氫離子加速到750keV；直線加速器，它由9節組成，總長約150米，安裝在地下隧道之中，它的作用是把預注入器中產生的束流加速到200MeV；束流從直線加速器出來，經中能輸運段，就來到快速增強器。這也是一個同步加速器，每秒鍾可加速15次。負離子注入時穿過一層薄膜，就剝去外層電子而成為質子。經多次加速後能量可達8GeV。然後引出束流向主加速器注入。主加速器直徑2千米，是截麵為馬蹄形的混凝土隧道，鋪設在深約7米的地下。它的作用是把質子加速到高能量，完成最後的加速。正常運行能量為400GeV，最高能量達500GeV。計劃在主加速器上再造一個超導主加速器環，預計能量可提高到1000GeV。