円形粒子加速器の一種。電子、陽子、重イオンの加速に用いられる。荷電粒子のエネルギーに応じて磁場を強くすることで、粒子に半径一定の円軌道をとらせ、その回転周期に同期した高周波加速電場を加えて粒子を加速する。ドーナツ型の真空容器とそれを取り囲むように配置された電磁石、加速電場を作り出す高周波空洞、粒子を予備的に加速する入射器からなる。加速する粒子によって最適な設計は異なり、電子は比較的小さなエネルギーで光速度に近い速度を得るので加速周波数の変調はほとんど不要であるが、陽子、重イオンの場合には広い範囲にわたっての変調が必要である。そこで、高エネルギーの陽子、重イオン加速器は専用の設計が行われる。シンクロトロンは他の加速器に比べて高速の粒子ビームが得られることから、素粒子実験、放射光の生成、医療用の陽子・重粒子線源などに用いられる。