质子加速器是用电磁场使质子获得高动能的装置，广泛应用于基础物理研究、医学治疗与工业生产。
按结构可分为直线加速器（LINAC）、回旋加速器（cyclotron）与同步加速器（synchrotron）。
直线加速器适用于高能注入与脉冲束流；回旋加速器体积紧凑、运行相对简单，常用于同位素制备与放射治疗；同步加速器通过同步调节磁场与频率，可将束流加速到极高能量，是高能物理实验的核心设备。
在医学领域，质子治疗利用质子在组织中产生的布拉格峰效应，将能量集中释放在肿瘤处，显著减少对周围正常组织的损伤，适合于脑部肿瘤、眼部肿瘤及儿童肿瘤等复杂病例。
科研方面，质子加速器用于探测强相互作用、核结构及新粒子，同时在材料科学中用于离子注入、辐照改性与微区分析。
工业应用包括同位素生产、无损检测与辐照改性等。
质子加速器面临的主要挑战是设备造价与占地规模大、运行与维护复杂以及辐射防护要求高。
为降低成本与提高可及性，研究者推进超导加速腔体、紧凑型回旋加速器以及基于等离子体激波的先进加速技术，力求在更小体积内实现更高能量。
当前全球多家研究中心与医院运行着从数百MeV到数GeV不等的质子装置，配套的束流监测、剂量学与成像技术也在同步发展。
随着技术成熟与应用拓展，质子加速器将在医学、制造与基础科学研究中扮演愈加重要的角色。