最簡單的理解就是，化學元素週期表後10位元素是人造元素，人造元素就是透過兩種已知元素高速相撞產生新的元素。

對撞機種類有：正負電子對撞機或者高能粒子對撞機。執行原理就是正電子或者負電子等在強電磁場作用下，高速去碰撞擊碎其它：原子，中子，質子，夸克，粒子等反應。去驗證這些原子，中子，質子，夸克，粒子等高速碰撞去碎後，結果跟原來猜想裡面原子、中子，質子，夸克，粒子內部結構等是不是一樣。或者機率性瞬間產生新原子，新中子，新質子，新夸克，新粒子等對撞機設定。通俗地講：就是用錘子用力去砸碎核桃看－看核桃裡面有沒有新東西或者跟原來猜想核桃裡面東西是不是一樣了。

對撞機主要按照對撞粒子性質劃分類別，常見的有電子-正電子對撞機、質子-質子對撞機、質子-反質子對撞機、電子-質子對撞機、大型強子對撞機和相對論重離子對撞機等。

關於對撞機的執行原理，我們可以從其發展歷史來了解。

對撞機是在迴旋加速器基礎上逐漸發展而來的一種用於高能物理實驗的裝置。早期的粒子加速裝置只可以讓帶電粒子在高壓電場中加速一次，如果要多次加速那麼就需要設定多個高壓電場，但是受限於當時電場調頻技術的限制，如果單純的把單個加速裝置疊加則成本十分高昂，而且裝置體積也異常龐大。

勞倫特於1930年提出迴旋加速器概念。我們知道帶電粒子以某一速度垂直進入勻強磁場時會做勻速圓周運動，根據這一原理，勞倫特設計了兩個半圓形的金屬扁盒（D形盒），在D形盒的間隙處是交變的加速電場，其頻率恰好等於粒子在磁場中作圓周運動的頻率，在D形盒之內是垂直的勻強磁場。當帶電粒子從中心射出後，經過電場的加速會進入勻強磁場內，經過圓周運動之後又會進入加速電場，這樣每轉一圈就會有兩次加速，帶電粒子的運動半徑也會逐漸變大，經過多次加速後可以從D形盒邊緣引出。

經過迴旋加速器加速後的粒子其能量可以達到幾十兆電子伏特，如果速度再繼續增加，則粒子的相對論質量會明顯增大，其運動半徑會逐漸增加而且無法再與交變電場進行同步。對於這個問題有兩種解決辦法，一種是隨著粒子相對論效應的增加，逐漸增加磁場強度以抵消相對論變數。另一種是改變電場的交變頻率，用以匹配相對論效應的影響。這兩種改進措施分別發展為扇形聚焦迴旋加速器和同步迴旋加速器，其效能也有所不同，扇形聚焦迴旋加速器需要使用大量的磁鐵，其建造成本較高，而同步迴旋加速器因為調頻技術的使用，只能形成脈衝粒子束，在高能粒子方面一般選用較為經濟的同步迴旋加速器。新技術的使用可以使粒子能量提高到上千電子伏特。

現代科學探索粒子結構主要依靠“碰撞”，簡單來說就是用加速器加速粒子去撞擊另一個粒子，以此來觀測更微觀的結構和探索新粒子。而單純用同步迴旋加速器加速粒子去撞擊一個相對靜止的粒子時會造成靜止粒子獲取動能，無法產生較好的實驗效果，其能效較低，而如果使兩個粒子束對撞，則能量幾乎完全用於開啟粒子結構。按照這個想法，對撞機的模樣大致也就出來了，首先考慮到需要對撞，所以它是環形的，如果被加速的兩束粒子電性相反，只需要一個加速環就可以，如果電性相同那就需要兩個加速環了，考慮到加速效果，通常同步迴旋加速器和直線加速器結合使用。當帶電粒子完成加速後，進入對撞區域，在對撞區域有大量的探測儀器用以分析對撞結果。

目前世界上最大的對撞機是歐洲的大型強子對撞機（LHC），它的圓形隧道有27公里長，隧道直徑為3米，位於地下50到150米之間，整個隧道處於同一平面。其加速管由超導磁鐵覆蓋，用液態氦來維持超導低溫，帶電粒子首先由直線加速器進行加速，然後進入超級質子同步加速器，最後兩束對撞質子的能量可以高達14Tev。

透過大型對撞機我們可以瞭解物質本質、宇宙起源、暗能量與反物質、額外維度等問題，這不僅僅是科學方面的問題，已經涉及到哲學層次。

中國於2014年開始計劃建造超級對撞機，其建造規模是歐洲的大型強子對撞機的兩倍，對撞機周長達到52公里左右，對撞能量更是高達70Tev。按照規劃，前期投入約30億美元建造電子對撞機，如果一切順利，後期會追加上百億美元擴建質子對撞機。

歐洲目前有“未來圓形對撞機”（FCC）計劃，FCC比目前最大的大型強子對撞機要大許多，其周長有100公里，是LHC的四倍，撞擊能量也會比LHC高四倍，目前計劃投入240億美元。