质子加速器利用电场对带正电的质子施加能量，并用磁场控制其轨迹，实现高能质子束。
按结构可分为直线加速器（linac）、回旋加速器（cyclotron）和同步加速器（synchrotron），现代装置常结合多种类型以达到更高能量和更好束流稳定性。
质子加速器广泛应用于基础研究和实用领域：在粒子物理中用于碰撞实验和探测新粒子；在医学中，质子治疗以其精确剂量沉积显著降低对周围正常组织的损伤；在材料科学和半导体工业中用于辐照改性与检测；另外还用于放射性同位素生产和空间器件的辐照试验。
建设与运行此类装置面临若干技术挑战，包括高场超导磁体与高功率射频系统、束流冷却与准直、精准束流诊断与控制以及严格的辐射防护与废物管理。
未来发展趋势包括更紧凑的加速体系、激光与等离子体驱动的质子来源，以及面向医院的小型化装置，使质子技术更普及、更高效与更经济。
例如，欧洲核子中心（CERN）的高能对撞机利用强超导磁体将质子加速到数万亿电子伏特；而医院常用的质子治疗设备能量通常在70至250兆电子伏特范围，利用布拉格峰实现对肿瘤高剂量照射。
发展更省能、成本更低的设计以及人才培养和国际合作，是推动该领域可持续发展的关键。
质子加速器的进步将继续推动医学治疗、材料研究和基础物理的深入发展。