Det finns flera olika sorters partikelacceleratorer. Först skiljer man på linjära och cirkulära acceleratorer, beroende på om acceleratorn är rak eller cirkelformad. 

Dessutom finns det två olika sätt att skapa partikelkollisioner. Dels kan man låta partiklarna i acceleratorn krocka mot ett stillastående material av t.ex. flytande väte, ett så kallat fast strålmål. Det andra sättet är att låta partiklarna i acceleratorn kollidera med varandra. Partiklarna rör sig då i motriktade, delvis separerade banor. En sådan accelerator kallas för en kolliderare.

I alla acceleratorer befinner sig partikelstrålarna i ett evakuerat rör för att partiklarna inte ska kollidera med luftmolekyler.