Der findes flere forskellige slags partikelacceleratorer. Først skelner man mellem lineære og cirkulære acceleratorer, afhængigt af om acceleratoren er ret eller cirkelformet. 

Desuden findes der to forskellige måder at frembringe partikelkollisioner. Dels kan man lade partiklerne i acceleratoren støde mod et stillestående materiale af f.eks. flydende brint, et såkaldt fast target. Den anden måde er at lade partiklerne i acceleratoren kollidere med hinanden. Partiklerne bevæger sig da i modsat rettede, delvist separerede baner. En sådan accelerator kaldes for en kollider.

I alle acceleratorer befinder partikelstrålerne sig i et evakueret rør for at partiklerne ikke skal kollidere med luftmolekyler.