质子加速器是利用电磁场对质子进行加速并控制其束流的装置。
按结构可以分为直线加速器（LINAC）、回旋加速器（如回旋加速器/同步回旋器）和同步加速器（如同步加速器与强子环形加速器）等。
其基本原理是通过射频腔产生相位稳定的加速电场，使质子逐步获得能量，同时借助磁场进行束流聚焦与弯曲以保持束流轨道。
在基础研究领域，质子加速器用于粒子物理、核物理实验、中子源与同步辐射装置，推动对物质微观结构的认识；在应用方面，最为突出的应用是质子放射治疗，利用质子的布拉格峰精确将能量沉积在肿瘤位置，从而减少对周围健康组织的损伤。
其他应用包括材料改性、同位素生产与辐照试验。
目前技术发展呈现几个方向：采用超导磁体与超导腔体以降低耗能并提高场强；发展紧凑型与桌面级加速器以及激光驱动的质子加速技术以缩小体积和降低成本；改进束流诊断与控制技术以提升稳定性和治疗精度。
主要挑战则是装置成本高、屏蔽与安全要求严格、对运行与维护的技术门槛高。
展望未来，随着超导材料、激光加速与微型化技术的进步，质子加速器在医学、材料科学和能源研究等领域有望实现更广泛和更经济的应用，推动个性化放疗与更多跨学科科研发展。