质子加速器是将质子加速到所需能量的装置，广泛用于基础粒子物理研究、材料科学、同位素生产和医学治疗。
常见类型包括回旋加速器、直线加速器（linac）与同步加速器（synchrotron），低能段常用射频四极（RFQ）形成与捕获离子束，随后由直线加速段或同步环提升能量。
基本组成有离子源、射频腔、磁聚焦与偏转系统、真空腔和束流诊断设备；医疗应用还需束流传输与旋转加速器（gantry）用于精确给量。
质子加速器覆盖能量范围从几兆电子伏（MeV）到数十亿电子伏（GeV），例如医疗用典型能量为150–250 MeV以达到深部肿瘤的最优剂量沉积，科研与中子源用途可达数百MeV到GeV量级。
高能质子束在组织中的布拉格峰效应使其在放射治疗中能最大限度保护正常组织；在材料研究中可用于辐照、表征和同位素生产，在中子散裂源中用于产生高通量中子束。
运行与建设面临诸多挑战：需控制束流稳定性与空间电荷效应、保证高真空与射频功率稳定、处理设备的放射性活化与散热问题，并承担较高的建造与维护成本。
近年来超导射频技术、超导磁体、紧凑型医用加速器与激光驱动加速器等新技术，正在推动体积缩小、效率提升与成本下降。
国际科研机构（如CERN、PSI）和医疗中心的推动，使质子加速器在科研、临床与工业领域的应用持续扩展，未来随着控制、材料与加速技术的进步，其作用将更加重要。