El diseño del tubo puede ser circular, recto o en forma de espiral, se encuentra rodeado de electroimanes que permiten que las partículas circulen por el centro del tubo. Estas partículas ingresan al tubo, luego de haber sido aceleradas a varios millones de electronvoltios. Para que las moléculas puedan mantenerse en una órbita constante es necesario que sean aceleradas en uno o más puntos cada vez que den una vuelta. La potencia de los electroimanes se irá incrementando a medida que las partículas alcancen la energía.
El sincrotrón tiene diversos usos, algunos de ellos son: contribuye en los avances en los campos de la biología, farmacología, nanotecnología. Mejora la eficacia de los antibióticos. Contribuye en la lucha en contra de los virus peligrosos.
En la física nuclear es muy frecuente la utilización de los sincrotrones de mayor intensidad, en cambio en los campos de la ciencia (medicina y tecnología) se emplean unos de menor potencia. El sincrotrón permitirá entender con mayor precisión la estructura de la materia, como por ejemplo las macromoléculas o los cristales de proteínas, de esta manera es posible observar las células en tres dimensiones, examinar las estructuras moleculares de un fósil, y poder conocer a profundidad el nivel de contaminación del aire o del suelo.
