粒子加速器的原理主要基於電場和磁場的使用。
電場用於加速帶電粒子，而磁場則用於控制粒子的運動軌跡。在加速器中，帶電粒子被引入到一個特定的磁場和電場環境中，電場對粒子施加作用力，使其加速獲得動能，磁場則使粒子沿著預定軌道運動，如直線加速器或迴旋加速器。在迴旋加速器中，帶電粒子在磁場中偏轉，同時在電場中加速，使得粒子在圓周運動中不斷加速。
粒子加速器的主要組成部分包括加速腔和磁鐵。加速腔中設定高頻電場，磁鐵產生的磁場控制粒子軌道。通過這種方式，粒子的能量不斷增加，達到研究所需的水平。粒子加速器在科學研究中有廣泛套用，如原子核、物理和化學等領域的研究。它們能夠產生高能量的粒子，用於研究宇宙的基本粒子和力。