Современные ускорители частиц решают широкий спектр задач: от фундаментальных исследований (например, изучение кварк-глюонной плазмы на Большом адронном коллайдере) до прикладных применений. Основные направления — радиотерапия (протонная и ионная терапия опухолей), производство полупроводников (ионная имплантация), стерилизация медицинских изделий и продуктов, таможенный контроль (просвечивание грузов), а также наука (синхротронное излучение для биомедицины и материаловедения). В России около 500 ускорителей, включая исследовательский комплекс NICA в Дубне для изучения ранней Вселенной. Медицинские технологии, такие как протонная терапия с пиком Брега, позволяют точно воздействовать на опухоли с минимальным вредом для здоровых тканей.