המונח סינכרוטרון הוא מילה המשמשת בסביבת הפיזיקה להגדרת מאיץ חלקיקים, שתוכנן בצורת סביבון גיאומטרי, המאפשר את הגדלת האנרגיה הקינטית של האלקטרונים, תוך שמירה על מסלול מעגלי ובתורו, מתן תכונה חדשה לתהליך. מטרתו לנתח את אופי החומר. מכונה זו החלה להיות בשימוש בתחילת המאה העשרים והיא רכשה צורות ושימושים שונים לאורך זמן. הוא מורכב מצינור שבו נוצר ואקום מראש בצורת טבעת גדולה, דרכה נעים החלקיקים הטעונים החיוביים והשליליים.
עיצוב הצינור יכול להיות מעגלי, ישר או ספירלי, הוא מוקף באלקטרומגנטים המאפשרים לחלקיקים להסתובב במרכז הצינור. חלקיקים אלה נכנסים לצינור לאחר שהאיצו אותם לכמה מיליוני וולט אלקטרונים. כדי שהמולקולות יוכלו להישאר במסלול קבוע, יש צורך להאיץ אותן בנקודה אחת או יותר בכל פעם שהן מסתובבות. הכח של האלקטרומגנטים יגדיל את החלקיקים להגיע אנרגיה.
לסינכרוטרון שימושים שונים, חלקם: הוא תורם להתקדמות בתחומי הביולוגיה, הפרמקולוגיה, הננוטכנולוגיה. משפר את יעילות האנטיביוטיקה. תורמים למאבק בנגיפים מסוכנים.
בפיזיקה גרעינית, השימוש בסינכרוטרונים בעוצמה גבוהה הוא נפוץ מאוד, בעוד שבתחומי המדע (רפואה וטכנולוגיה) משתמשים בכוח נמוך יותר. הסינכרוטרון יאפשר הבנה מדויקת יותר של מבנה החומר, כגון מקרומולקולות או גבישי חלבון, באופן זה ניתן לצפות בתאים בתלת ממד, לבחון את המבנים המולקולריים של מאובן, ולהיות מסוגלים לדעת לעומק את רמת אוויר או זיהום אדמה.
