Hensikten med de største partikkelakseleratorene er å kunne studere kjernefysiske reaksjoner i det partiklene kolliderer med hverandre. Mindre kraftige varianter blir brukt i produksjonen av radioaktive isotoper til bruk i medisin og forskning. Syklotroner brukes til å produsere radioaktive isotoper for bruk i positronemisjonstomografi (PET-scanning).