狭义相对论效应会使得高速下的粒子质量改变。粒子的荷质比与回旋频率间的关系因此改变，许多参数需重新计算。当粒子速度接近光速时，粒子回旋加速器需提供更多的能量才有可能让粒子继续运行，而这时可能已经达到粒子回旋加速器机械上的极限。当电子能量到达约十个百万电子伏特（10 MeV）时，原本的粒子回旋加速器无法对电子再做加速。必须用其他方法，如同步粒子回旋加速器和等时粒子回旋加速器的使用。这些加速器适用于较高的能量，而不用于较低的能量。如果要到达更高的能量，约十亿电子伏特（billion eV or GeV），