回旋加速器是“粒子加速器”的一種，其設計、制造的理論基礎是拉摩爾定律和勞倫斯回旋加速理論。現代回旋加速器則結合了托馬斯提出的磁場強度隨方位角變化的AVF 原理，采用規律變化的磁場系統，修正粒子加速過程中的相位移動、相對速度減慢和粒子回旋頻率變化等，提高粒子加速效率和聚焦度。現代醫用回旋加速器多采用分離扇形磁鐵調變磁場技術，屬等時性回旋加速器范疇。醫用回旋加速器的工作原理是：帶電粒子在磁場和交變電場作用下，反復在磁場做彎曲運動(回旋) 并被交變電場反復加速，直至達到預期所需粒子能量，通過粒子束流引出系統，轟擊靶系統中的靶材料，獲得所需正電子放射性核素。