Definicja akceleratora wskazuje na to, że jest to urządzenie wykorzystywane do przyspieszania cząstek naładowanych. Energie do jakich mogą być przyspieszane takie cząstki mieszczą się w przedziale od kilkudziesięciu kiloelektronowoltów (keV) do kilkuset gigaelektronowoltów (GeV). Ponieważ w tym urządzeniu mogą być przyspieszane cząstki posiadające ładunek elektryczny, więc dotyczy to elektronów, protonów, deuteronów a także jonów wielu pierwiastków. Jednym z kryterium podziału akceleratorów jest kształt toru przyspieszanych cząstek. I właśnie ze względu na kształt akceleratory dzieli się na: liniowe , kołowe i spiralne.

Właśnie akceleratory liniowe stanowią w ostatnich czasach główny przedmiot badań.

Akceleratory liniowe skonstruowane są w ten sposób, że cząstka, która ulega przyspieszeniu porusza się po torze liniowym i przechodzi tylko jeden raz przez każdy punkt. Cząstki kierowane są po tych torach prostoliniowych przez kolejne następujące po sobie obszary pola elektrycznego. Podczas przemieszczania się wzdłuż akceleratora ich energia ulega zwiększeniu. Następnie wiązki takich przyspieszonych cząstek uderzają w tarczę stacjonarną bądź w przeciwbieżną wiązkę cząstek.

W akceleratorach kołowych następuje stopniowe przyspieszanie naładowanych cząstek. Strumienie przyspieszanych cząstek krążą w akceleratorze po torach kołowych, tak więc wielokrotnie przechodzą przez ten sam obszar i za każdym razem dostają nową porcję energii. Tory cząstek zakrzywiane są przez pole magnetyczne od magnesów trwałych natomiast pole elektryczne nadaje im przyspieszenie.

Aby uniknąć wytracania energii przez cząstki na skutek zderzeń z cząsteczkami powietrza w akceleratorach musi być utrzymana wysoka próżnia.

Obecnie przede wszystkim szuka się coraz to nowych źródeł przyspieszenia np. magnesy nadprzewodzące czy lasery. Instytuty badawcze i laboratoria na całym świecie pracują nad tym, żeby osiągać coraz większe przyspieszenia. Ostatnie lata pozwoliły na przyspieszania cząstek do prędkości niemalże równej prędkości światła.

W akceleratorach badany jest sposób rozpraszania cząstek po zderzeniu z tarczą. Dzięki temu można badać strukturę wewnętrzną cząstek tarczy. Akceleratory wykorzystuje się także do badania zderzeń krótkożyciowych cząstek. W zderzeniach tych bowiem powstaje wiele nowych rodzajów cząstek, które poddawane są analizom.

Możliwe jest też magazynowanie wysokoenergetycznych cząstek nawet przez wiele godzin. Jest to osiągalne dzięki stosowaniu tzw. pierścieniowych komór próżniowych.

Postęp opiera się na nowych technologiach w dziedzinie: elektroniki, która ma zapewnić przede wszystkim automatyzację układów detektorów oraz konstrukcję nowoczesnych podzespołów i fizyki nadprzewodników. Równie ważne jest także udoskonalanie technik próżniowych, dzięki którym możliwe będzie uzyskiwanie w rurach akceleracyjnych minimalnych ciśnień.

Obecnie największym akceleratorem jest akcelerator liniowy wiązek przeciwbieżnych, który ma powstać w pobliżu Dallas. Prawdopodobne osiągalne energie w tym akceleratorze będą rzędu 2x20 TeV.

Wśród największych działających akceleratorów znajdują się: Tewatron, znajdujący się w Fermilabie w Chicago oraz akcelerator kołowy LEP w CERN.

Akcelerator LEP jest największym na świecie akceleratorem wiązek przeciwbieżnych elektronów i pozytonów. Nazwa tego akceleratora to skrót od angielskiej nazwy "Large Electron Positron collider".

Akcelerator LEP istnieje od roku 1989. Został zbudowany w CERN pod Genewą. W laboratorium tym badania nad zderzeniami cząstek o wysokich energiach były prowadzone niemalże od 40 lat przed budową LEP.

LEP ma najdłuższy na świecie tunel akceleracyjny. Mierzy on prawie 27 kilometrów. Został zbudowany pod powierzchnią ziemi na głębokości od 40 do 175 metrów.

Na początku przyspieszane cząstki czyli elektrony i pozytony dostają się do dwóch akceleratorów liniowych LIL i EPA. W pierwszym uzyskują energię 200 MeV, a w drugim 600 MeV. Następnie wchodzą do dwóch akceleratorów kołowych i tam są przyspieszane do energii odpowiednio 3.5 GeV i 20 GeV. Z takimi energiami cząstki dostają się do właściwego LEP-u i tutaj przyspieszane są do energii 91.2 GeV.

Gdy dochodzi do spotkania elektronu i pozytonu zachodzi zjawisko anihilacji. Cząstki przestają istnieć, pojawia się natomiast energia. Jednak bardzo szybko z tej energii formują się nowe cząstki. Podobne zdarzenia zachodziły w procesie ewolucji Wszechświata.

Pierwsze eksperymenty na akceleratorze LEP miały miejsce w latach 1989 - 95. Udało się wtedy wykonać szereg pomiarów, dzięki którym możliwa była bardzo dokładna weryfikacja modelu standardowego.

W roku 1995 rozpoczął się nowy program badawczy, którego założeniem jest testowanie modelu standardowego dla wyższych energii. Obecnie badania przeprowadzane są dla energii 184 GeV.