质子加速器是一类用于将质子束加速到所需能量的复杂装置，广泛服务于高能物理研究、癌症放疗、同位素生产与材料科学等领域。
其工作原理是利用电场对带电质子进行加速，磁场用于束流导向与聚焦，以保证粒子在真空腔中保持稳定轨道。
主要组成包括离子源、低能注入器、加速腔体、磁聚焦与偏转系统、真空与冷却设备以及束流诊断与安全屏蔽。
常见类型有回旋加速器、直线加速器和同步加速器，近年来超导磁体与高频加速器技术显著提高了能量效率与束流强度。
质子治疗利用质子在人体内的能量沉积峰（Bragg峰）实现对肿瘤的精确照射，减少对周围健康组织的损伤；在粒子物理中，质子对撞机帮助揭示基本相互作用和新粒子。
建设与运行面临的挑战包括稳定的高强度束流、能量与位置的精确控制、辐射防护、冷却与维护成本。
未来随着加速技术、超导材料和智能控制系统的发展，小型化与高性能的质子加速器将在临床、工业与科研中发挥更大作用。
例如大型质子对撞机如LHC（以质子束为主的部分运行）和专门的质子治疗中心，能量范围从几十MeV到数百GeV不等，不同应用对能量、束流脉冲结构与能谱有不同要求。
前沿研究还包括激光等离子体加速等紧凑方案，期望大幅降低成本与体积。