电子同步加速器用C形磁铁组成环形结构， 其间产生控制电子运动轨道的磁场。环形真空盒放置在各磁铁的空隙中，盒内装有加速电极或谐振腔，高频电源产生固定频率的高频电场， 通过加速电极或谐振腔加速电子。因电子静质量很小，在能量大于2兆电子伏时，其运动速度就接近光速，随着能量提高，速度变化很小，电子在磁场内作圆周运动，其轨道半径及周期基本不变。因此，高频电源的频率可保持不变。 一般先用直线加速器或高压加速器加速电子， 使其达到一定速度后再注入同步加速器。大型电子同步加速器常采用多个环形轨道组合，各环之间用直线轨道连接。
