粒子回旋加速器中，从中心以螺旋轨道运行到腔壁时，粒子回旋加速器的最大半径限制了粒子最后所获得的全部能量。另一方面若以增加磁场强度的方式来提高加速能量，也有其极限。所以有同步加速器的出现。同步加速器中的粒子束具有固定轨道，借着改变参数使带电粒子获得能量，在真空的环境（储存环）中不断的运行。同步加速器中的储存环包含了直线段与弯曲的部分，前后相连在一起。因此在结构上和粒子回旋加速器有很大的不同。而储存环中弯曲的部分会有许多磁铁设施使粒子束改变运行方向；直线段的部分则设置高频共振腔使用高能量的微波提供粒子加速所需的