目前世界上最大的粒子加速器直径2千米，是截面为马蹄形的混凝土隧道，铺设在深约7米的地下，是美国费密国立加速器实验室的一台质子同步加速器。

实际上这台大加速器是由4台加速器组成：750keV的预注入器，200MeV的直线加速器，8GeV的快速增强器和500GeV的主加速器。预注入器也叫高压倍加器，是用来产生质子束流的低能强流加速器。

这是一个同步加速器，每秒钟可加速15次。负荷子注入时穿过一层薄膜，就剥去外层电子而成为质子。经多次加速后能量可达8GeV。然后引出束流向主加速器注入。它的作用是把质子加速到高能量，完成最后的加速。正常运动能量为400GeV，最高能量达500GeV。计划在主加速器上再造一个超导主加速器环，预计能量可提高到1000GeV。