Maddenin temel yapısını ve doğadaki temel kuvvetlerin etkileşimini incelerken parçacıkları belirli bir enerjiye ulaştırmak için hızlandırıcılar kullanılır. Hızlandırılmış bu parçacıklar ya sabit bir hedefle ya da biri birleriyle çarpıştırarak ortaya çıkan ürünler incelenir. Bu incelemelerin yapılması için dedektör sistemleri kullanılır.

Dedektörlerin çalışma prensiplerinin temelinde iki olay mevcuttur. Bunlardan birisi; iyonlaşma diğeri ise atomun uyarılmasıdır. Nasıl olursa olsun önemli olan parçacıkların davranışını bilerek bu davranışlara göre incelemek istediğimiz parçacık için özel dedektör kullanmalıyız. İz bırakması,manyetik alanda bükülmesi ve enerji açığa çıkarması gibi parçacığın gerisinde bırakacağı ip uçları değerlendirilince parçacığın kimliğiyle alakalı bilgiler ortaya çıkar.(Nötrinolar madde içinden etkileşme yapmadan ilerleyeceğinden biz onları momentumun korunumu ile fark ederiz. Muonlar ağır parçacıklar olduğundan enerjilerini çabuk yitirmezler. )

Dedektör sistemlerinin en önemli bir kısmı ise zayıf sinyalleri belirginleştirmeye yarayan yükselteçlerdir.(Genelde bunlar fotoçoğaltıcılardır.) Bazı dedektörler parçacığın yörüngesi ile momentumunu bulmaya yararken bazı dedektörler de parçacığın enerjisinin tamamını çarpışarak kaybetmesi ile (kalorimetreler) bize enerjisi hakkında bilgi verir.

Parçacığın kütlesinin tespiti , ortaya çıkan ürünlerin incelenmesi ve zaman ölçümleri (sintilatörler) dedektörler ile mümkündür.

Unutulmaması gereken en önemli konu ise parçacığın sahip olduğu tüm özellikleri aynı anda ortaya çıkaran dedektör yapmak mümkün değildir. Ancak çeşitli ölçümler ayrı sitemler yardımıyla yapılıp ardından birleştirilir.