质子加速器是一种将质子加速到高能以执行实验、治疗或工业任务的设备，广泛应用于粒子物理研究、医学放疗、同位素制备与材料加工。
按结构可以分为直线加速器（LINAC）、回旋加速器、同步加速器和强子环等；按技术路线有常导与超导射频、以及新兴的激光等离子体加速。
工作原理是用射频电场逐级加速质子，同时用磁场聚束并引导到目标或实验探测器。
高能质子束在大科学装置中用于碰撞、产生中微子或驱动俘获中子源；在临床则以精准的布拉格峰沉积能量实现肿瘤照射，副作用小。
主要技术挑战包括提高束流亮度与稳定性、降低能耗与成本、优化靶站与束线的耐久性和安全防护。
未来重点方向是推进超导射频技术、紧凑型与模块化加速器、小型化临床系统以及激光等离子体或高梯度技术的产业化，期望实现更高能量密度、更低运行成本与更普及的应用场景。
全球有多个重要质子加速器中心，如欧洲核子研究中心(CERN)、瑞士PSI、日本J-PARC和加拿大TRIUMF等，这些设施促进了高能物理、核技术与医学工程的交叉发展。
质子加速器还依赖先进的束流诊断与控制系统、精密真空及超导低温技术，并需严格的辐射屏蔽与废物管理。
随着技术成熟与成本下降，质子加速器将在科学研究与社会应用中发挥越来越重要的作用。