陽子加速器で最大エネルギー（120億電子ボルト）にまで加速された陽子は、こうした実験施設へ引き出されます。取り込まれた陽子は金属の標的（ターゲット）に衝突し、パイ中間子、K中間子、反陽子など色々な二次粒子を生み出します。これらの二次粒子は磁場や電場を使って集められ、それぞれの実験に利用されます。

実験区域では、二次粒子を水素や各種原子核からなる実験標的に衝突させ、その反応を調べたり、二次粒子自身の崩壊を調べ、素粒子・原子核の研究を行います。

KEKの陽子加速器は、我が国に最初に建設された大型加速器として、1977年に実験を開始して以来、高エネルギー物理学をはじめ、中性子、中間子ビームによる物質科学、陽子線による癌の治療など、広い分野の研究に利用されてきました。