原子对撞机的基本原理是利用电场和磁场来加速和聚集碰撞的粒子，然后使它们进行碰撞。粒子加速器通过电场加速粒子，使其达到极高的速度，随后利用磁场进行导向和聚焦。当这些高速粒子碰撞在一起时，它们会碎裂成更小的粒子，这些粒子随后可以被检测和分析。通过研究这些碰撞产生的粒子，科学家们可以探索原子核的秘密，了解更小粒子的组成以及它们是如何结合的。
高能物理对撞机可以按照其加速粒子的种类进行分类，其中强子对撞机是其中一种，它加速的粒子是强子，包括重子和介子。重子中相对稳定的是质子和中子，而中子不带电，无法实现加速过程。因此，目前可行的强子对撞机所加速的粒子主要是质子。
对撞机的目的是通过高速碰撞粒子来研究基本粒子的性质和相互作用，从而揭示宇宙的奥秘。例如，大型强子对撞机（LHC）就是一个著名的例子，它在2010年实现了其首次重大发现，关于暗物质神秘性质的探索。