Синхрофазотрон - это циклический резонансный ускоритель заряженных частиц. Циклический - значит частицы циркулируют по замкнутой траектории, которая формируется магнитными полями. Резонансный - значит, что на кольце расположен высокочастотый электромагнитный резонатор, в котором внешним генератором раскачана волна электрического поля; сгусток частиц пролетает этот резонатор на каждом обороте синхронно с колебанием поля, и это электрическое поле его резонансным образом легонько ускоряет (как мама легонько толкает качели, добиваясь большой скорости). Таким образом удаётся электрическим полем с амплитудой в десятки киловольт ускорить частицы до десятков гига(электрон)вольт.
Особенностью синхрофазотрона является то, что при ускорении тяжёлых частиц не самых высоких энергий у них всё ещё меняется скорость движения (для лёгких электронов это быстро заканчивается, их скорость приближается к скорости света, и больше не растёт). Это означает, что при ускорении меняется период обращения по кольцу, и приходится варьировать частоту резонатора (поддерживать правильную фазу), что достаточно трудно по ряду причин.