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가장 큰 에너지의 입자 가속기로는 시카고 근처의 페르미 연구소에 있는 테바트론(Tevatron)과 스위스 제네바 근처에 위치한 유럽 원자핵 공동 연구소(CERN)의 거대 하드론 충돌 가속기(LHC)가 있다. 두 가속기 모두 아주 적은 양의 공기조차 남아 있지 않은 금속관인 빔 라인(beam line) 내부에서 원형 경로를 따라 달리는 양성자를 가속하고 저장한다. 입자 빔들은 시계 방향과 시계 반대 방향으로 빔 라인을 따라 회전한다. 이 빔이 원형 경로 주위의 여러 위치에서 교차하면 입자들이 정면으로 충돌할 수 있다. 많은 초전도 자석들이 입자의 경로를 원형으로 유지하는 역할을 하지만, 다른 자석들은 입자를 작은 빔에 집중시키는 역할을 한다. 고도의 진공으로 유지되는 관 안에서 전기장은 입자들이 가속하는 데 필요한 에너지를 공급한다.

입자 가속기에서 에너지는 전자볼트(eV)라는 단위로 측정된다. 1전자볼트는 1볼트의 전위차에 의해 가속되는 전자가 얻게 된 에너지를 의미한다. 현대의 가속기들은 입자에 수백 메가전자볼트(MeV)나 10억의 전자볼트(GeV)의 에너지를 공급할 수 있다. 테바트론 가속기는 양성자와 반양성자를 충돌시키는데 각각의 빔은 약 1000GeV의 에너지를 가지고 있어 두 빔이 충돌할 때는 2000GeV의 에너지가 나온다. LHC는 양성자와 양성자를 충돌시킨다. 이 충돌 가속기는 각 빔마다 7TeV의 에너지를 가지고 있어 총 충돌 에너지가 14TeV이 되도록 설계되어 있다.

스위스 제네바 북서쪽에 위치한 CERN의 사진, 대형 하드론 충돌 가속기(LHC)와 양성자를 가속시켜 LHC에 주입하는 양성자 가속기가 설치되어 있는데 양성자 가속기가 차지한 면적만도 7km2이나 된다.

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