Há dois tipos de aceleradores: lineares e circulares. Nos aceleradores lineares, as partículas são aceleradas para colidir com um alvo fixo, enquanto que nos circulares, normalmente elas irão colidir umas com as outras. Estes aceleradores recebem também o nome de colisionadores.

Uma partícula é acelerada num acelerador linear forçando-a a atravessar uma região onde existe um campo eléctrico que tem uma intensidade de alguns milhões de Volts por metro. Ao fim de alguns kilómetros atravessados, a energia adquirida pela partícula atinge os milhares de milhões de Volts ou GeV.

Num acelerador circular, a partícula está a campos electromagnéticos e é forçada a mover-se num anel circular, passando muitas vezes numa mesma região onde existem campos eléctricos aceleradores.

Diferentes tipos de partículas podem ser aceleradas nos sistemas do CERN: electrões, positrões, protões, anti-protões, e diferentes tipos de iões. O único requesito para acelerar partículas é o de que estas tenham carga eléctrica e vivam o tempo suficiente para poderem ainda ser úteis.

Para começar a acelerar partículas no sistema de aceleradores do CERN, um fio de metal é aquecido até libertar electrões. Alguns destes são encaminhados para o acelerador circular mais pequeno do sistema, enquanto outros irão colidir com um alvo de metal para produzir positrões que são então guiados da mesma forma que os electrões. Os electrões e positrões são acelerados em diferentes aceleradores lineares, e nos mesmos aceleradores circulares (mas em sentidos opostos), até serem injectados no grande acelerador LEP - Large Electron Positron collider, em que são acelerados até à energia máxima e depois forçados a colidir (durante algumas horas). As colisões ocorrem num de quatro pontos possíveis, no centro de grandes detectores que medem as partículas criadas nas colisões, com energias máximas de 91.2 GeV (primeira fase de LEP ou LEP-I) e de 208.8 GeV (segunda fase de LEP ou LEP-II).

LEP foi desligado em 2000 e desmontado em 2001, para dar lugar, no mesmo túnel, a um novo acelerador, o LHC - Large Hadron Collider, que irá acelerar protões contra protões a energias muito superiores (energia nas colisões: 2x7 TeV = 14 000 000 000 000 eV).