粒子加速器的作用主要體現在科研、醫療、工業等領域，具體如下：
科研。粒子加速器是研究粒子和原子核的重要工具，可以幫助物理學家對物質、能量、基本粒子和物理規律有深刻的理解，可用於探索暗物質、研究強相互作用、研究量子場論等。
醫療。粒子加速器在醫療方面有著廣泛的套用，如放射治療、放射診斷以及生產放射性同位素等。利用粒子加速器可以將高能量粒子定向照射到癌細胞，殺死腫瘤細胞而不損傷周圍正常組織。
工業。在工業領域，粒子加速器可用於材料科學研究、金屬表面改性、催化劑研究、污染治理等方面。此外，離子摻雜技術是半導體工業中實現離子精準注入、材料導電性改變、半導體晶片製造的關鍵技術，這也離不開粒子加速器的支持。
此外，粒子加速器還在農業上有誘變育種等套用，在軍事上可用來研發能夠擊穿鋼鐵的武器，在邊境檢查中可用於檢查貨物以及庫存管理和材料鑑定等。