强流质子直线加速器按其束流时间结构可分为连续束和脉冲束两类。连续束强流质子直线加速器主要用于核能领域，如嬗变核废料、增殖核燃料、提供洁净核能等，建造难度极大。目前美国、西欧和日本都在进行研究工作。脉冲束强流质子直线加速器主要用于高通量脉冲散裂中子，它是有重要价值的科学研究装置，主要利用中子散射研究凝聚态物理。目前美国准备建造的NSNS(National Spallation Neutron Source)和西欧计划建造的ESS(European Spallation Source)均属此类。为了获得几十安培的窄脉冲束，需要在直线加速器后设置一个积聚环(Accumulator)。从直线加速器引出的负氢离子束被注入积聚环，在注入时负氢离子被剥离为质子。直线加速器束流脉冲宽度约1ms，可以注入约一千圈，然后一次引出送到重核靶上。强流质子直线加速器还可用于其他方面。例如利用质子束打靶时产生的π介子及其衰变产物μ介子和中微子进行粒子物理和核物理的研究(如中微子振荡等)，在武器研究方面也有多种用途。