Den viktigste kilden til kunnskap innen partikkelfysikk er eksperimenter der subatomære partikler kollideres med hverandre, og resultatet observeres ved hjelp av store detektorer. Slike eksperimenter gjøres med partikkelakseleratorer, som ved hjelp av elektriske felt akselererer partiklene til nær lyshastigheten, før de ved hjelp av magnetiske felt styres til å kollidere. De fleste eksperimentene kolliderer elektron mot positron, proton mot proton, eller proton mot antiproton.