El fundamento de los aceleradores más básicos es el mismo que el del cañón de electrones que hay en un extremo del tubo de rayos catódicos. Es decir, consiste en un tubo más o menos largo en el que se hace el vacío para que las partículas aceleradas se puedan desplazar sin encontrar obstáculos. Las partículas son aceleradas mediante la aplicación de un campo eléctrico que se produce entre dos o más placas cargadas.

Cuando el haz viaja por el interior del tubo, lo hace pasando justo por su eje. El tubo lo atrae con la misma fuerza eléctrica en todas las direcciones y, por tanto, no modifica la trayectoria del haz. Justamente cuando dicho haz llega al punto medio del tubo A cambia el sentido de la corriente que alimenta todos los tubos lo que provoca que el tubo A, que tenía carga negativa, tenga carga positiva, el tubo B pase a tener carga negativa, el C positiva, etc. De esta manera, cuando el haz sale del tubo A, es repelido por él y atraído por el tubo B, lo que implica que el haz es acelerado en su trayecto de A hacia B. El mismo proceso se repite en cada etapa, es decir, cuando el haz llega a la mitad del tubo B, vuelve a cambiar de sentido de la corriente. B pasa a tener carga positiva, y A y  C vuelven a tener carga negativa. Así cuando el haz sale del tubo B, es repelido por él y atraído por C, con lo que haz vuelve a ser acelerado al pasar de B a C. Y así sucesivamente.  Cada nuevo tubo tiene una longitud mayor que el anterior, porque la carga de los tubos cambia de signo a intervalos de tiempo iguales (determinados por la frecuencia de la corriente alterna que los carga) y en cada nueva etapa el haz viaja a mayor velocidad.