质子加速器是一类用于将质子加速到高能量的装置，广泛应用于基础科学研究、医学影像与放射治疗及产业加工。
工作原理是利用电场在不同结构（直线加速器、回旋加速器、同步加速器等）的腔体中对质子做功，同时用磁场控制束流轨迹与聚焦。
高能质子束具有明显的布拉格峰特性，可在肿瘤治疗中实现对病灶的精确照射、减少周围正常组织损伤；在粒子物理学中可用于撞击靶材产生次级粒子以探测基本相互作用。
现代质子加速器面临体积大、造价高、能耗与辐射屏蔽要求严苛的挑战；为此研究方向包括超导磁体、紧凑型回旋加速器、激光驱动加速及质子束流调控与成像技术的发展。
典型的质子加速器由离子源、预加速器、主加速器和传输束线组成，常用射频空腔提供加速能量，磁铁（包括弯曲磁铁与聚焦梯度磁铁）用于束流引导与聚焦。
重量级设施如CERN的质子加速体系支撑大型强子对撞机的注入，而瑞士保罗谢勒研究所（PSI）和日本等地的医院已建立临床质子治疗中心。
质子束的剂量学与照射计划需要精密成像（CT、MRI、质子CT）与实时束诊断来确保疗效与安全。
随着技术进步，质子加速器正向小型化、成本降低和临床可及性提升的方向发展，未来有望在更多医院与研究机构普及应用。