质子加速器是一种将质子加速到极高能量的装置，利用电场增速、磁场偏转与聚焦，实现受控的高能质子束。
常见类型包括回旋加速器（cyclotron）、同步加速器（synchrotron）和直线加速器（linac）。
回旋加速器结构紧凑、适合医疗与同位素生产；同步加速器能达到更高能量，常用于基础粒子物理研究；直线加速器则在高精度束流控制上有优势。
在医学领域，质子加速器驱动的质子治疗能将能量精确沉积在肿瘤位置，减少对周围正常组织的损伤，尤其适用于儿童与脑部、脊柱等敏感器官肿瘤。
科研上，高能质子束用于探测核子结构、产生罕见同位素和研究材料在极端条件下的响应。
质子加速器还用于放射性同位素生产与空间辐照试验。
运行质子加速器需要高真空、超导或常温磁体、加速腔与严格的辐射防护措施。
主要挑战包括设备与运行成本高、对加速器物理与工程的高要求以及对放射性废物与环境安全的管理。
未来发展方向集中在更紧凑的加速方案（如激光等离子体加速）、超导技术提高效率及降低成本，以及智能化控制与成像技术的结合，以实现更广泛的临床与科研应用。