Akceleratory są urządzeniami służącymi do akceleracji, czyli przyspieszania cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym. Zasada działania tego typu urządzeń opiera się na wykorzystaniu działania pola elektrycznego i magnetycznego na poruszające się naładowane cząstki. Prędkości nadawane cząstkom w najnowocześniejszych akceleratorach są bardzo bliskie prędkości światła. W zależności od tego jakie cząstki są przyspieszane w danym urządzeniu akceleratory można podzielić m.in. na:

- akceleratory elektronów

- akceleratory jonów

- akceleratory protonów

- akceleratory deuteronów

W zależności natomiast od kształtu toru przyspieszanych cząstek akceleratory można podzielić na liniowe oraz kołowe lub spiralne. W akceleratorach liniowych przyspieszanie odbywa się po liniach prostych, a w kołowych po okręgach lub spiralach. W akceleratorach liniowych każda cząstka przyspieszana jest tylko jeden raz, dlatego muszą być stosowane wyjątkowo wydajne metody akceleracji. Inna sytuacja jest w akceleratorach kołowych. Tam zanim dojdzie do zderzeń strumienie cząstek krążą w urządzeniu i są przyspieszane stopniowo. 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.

W akceleratorach liniowych cząstki kierowane są po torach prostoliniowych przez kolejne następujące po sobie obszary pola elektrycznego. Podczas przemieszczania się wzdłuż akceleratora ich energia ulega zwiększeniu. Wiązki przyspieszonych cząstek uderzają w tarczę stacjonarną bądź w przeciwbieżną wiązkę cząstek.

Dla fizyków ważny jest sposób rozpraszania cząstek po zderzeniu z tarczą. Pozwala on na zbadanie struktury wewnętrznej cząstek tarczy. Akceleratory wykorzystuje się także do badania zderzeń krótkożyciowych cząstek. W zderzeniach tych powstaje wiele nowych rodzajów cząstek, które stanowią przedmiot badań.

Największy akcelerator liniowy został wybudowany w SLAC, czyli w Ośrodku Akceleratora Liniowego w Stanford. Ma ponad 3 kilometry długości i pracuje jako akcelerator wiązek przeciwbieżnych.