这里所说的“粒子”，是指那些非常微小的物质颗粒，即“微观粒子”。物理学上把直径小于10-7～-6厘米的微小物质颗粒叫做微观粒子，通常包括分子、原子以及被称为“基本粒子”的电子、质子、中子、离子等。
要使微观粒子成为一种毁伤性武器，那就必须创造一个前提条件——使粒子具有非常大的能量。物理学告诉我们，运动物体的能量同它的质量及运动速度这两个因素有关，就是能量等于其质量与速度平方的乘积。
一个微观粒子的质量虽然很小，但如果能使其运动速度达到或接近于光速，那么其能量也可以达到相当可观的程度。固然，一个粒子的能量很是有限，但要是能够把大量的粒子聚合在一起，那么其能量总和就会非常可观。
能够给微观粒子不断加速的装置叫做“粒子加速器”。它能将微观粒子加速到接近于光速，同时将许多粒子聚集成一个非常细小的射束，然后再发射出去，即可毁伤目标。
粒子束武器作为一个武器系统，由以下几个部分组成：粒子源，粒子加速器，目标的探测、捕获和识别系统，目标的精密跟踪系统，粒子束的瞄准和跟踪系统，指挥、控制和通信系统。其中，粒子加速器是粒子束武器系统的核心，它包括粒子注入器、加速器、能源、贮能及能量转换设备等。
高能强流粒子束形成的基本原理是这样的：由于带电粒子在电场中都会受到电场力的作用，不断地受到此电场力的推动，从而使带电粒子不断加速，最后达到或接近于光速；然后再通过聚焦磁场把高速带电粒子聚焦成细而密的束流，射向目标。
粒子束武器是一种崭新的武器系统，它具有以下突出的特点：
1、能量高度集中，威力大。高能加速器每秒钟能发射600万亿个粒子，这些高速粒子通过聚焦后所形成的粒子束射向目标，其威力与453、6克高能炸药爆炸所具有的威力相当。
2、效能高。一般的常规武器，是在炸弹爆炸后再通过飞速运动的碎片击毁伤目标。而粒子束武器是以电子脉冲的形式在极短的时间内发射出来，并同目标直接发生作用，与激光武器相比，具有更大的破坏性。比如，要烧穿5毫米厚的银合金材料，在使用激光武器时每平方厘米需要输入100万焦耳的能量，而在使用粒子束武器时每平方厘米只需输入3万焦耳的能里。
3、速度快。粒子束的运动速度接近光速，而洲际导弹的速度只有每秒7千米左右，因此在用粒子束武器来反导弹时，不但无需考虑“提前量”，比如，它可以在不到1秒钟的时间内摧毁1000千米以外的目标，因此粒子束武器是非常理想的反导弹反卫星武器。
4、无惯性，方便灵活。在这一点上粒子束武器与激光武器相似。
5、不受天气条件的影响，具有“全天候”的作战能力。在这方面粒子束武器明显的强于激光武器。
粒子束武器和激光武器都可以作为“天基武器”，但显然是前者优于后者。比如说：
第一，粒子束武器系统较为坚固，不易受到损坏。一方面因为它是用磁铁来聚焦的，个像激光武器那样要用“娇气”的反射镜来聚焦。再者，无论是磁铁还是粒子加速器，都不易受到高强度辐射的影响。
第二，粒子束武器对目标的毁伤作用比激光大。特别是，粒子束比激光武器更能够穿进目标的深处。
不过，从技术上说，粒子束武器目前的发展水平同作为武器使用的要求之间仍有一定的差距。
太空“杀手”射束炮
20世纪70年代出现的粒子束武器，是一种利用高能强粒子流射束击毁目标的射束武器，也称做“射束炮”。美国在20世纪80年代末研制成一种叫做“神炮”的粒子束武器，将它配置在卫星或宇宙航行器上，用来拦截处于主动段的洲际核导弹等目标。
粒子束武器一般分为带电粒子束武器和中性粒子束武器。
这种射束炮的作用原理是，用接近光的速度发射电子。质子、中子或重离子等离子流。并通过聚焦产生高能量的热效应，从而引起敌方导弹弹头爆炸，或者以粒子束射束来破坏导弹上的电子装置，从而降低核弹头的杀伤威力，甚至使其失效。
美国研制的“神炮”射束炮，发射的是一种中性粒子束。
当空间侦察器发现敌方发射洲际导弹时，即开始对导弹进行监视，并不断向“神炮”发送有关敌导弹的数据。在敌导弹脱离大气层时，运载“神炮”的飞行器或卫星随即根据指令机动到最佳射击位置，向目标发射粒子束，将敌导弹击毁。
为了使射出的粒子束能及时将目标击毁，这种射束武器需要有一套完整的装备，包括能产生数百万伏电压和具有10～1000兆瓦功率的发电机、粒子加速器、在短暂时间内存储大量电能和引发脉冲的储能器，以及磁场聚焦放射器等。射束炮通常用高能闪击或脉冲方式发射。用脉冲方式发射时，其射程可达10千米以上，在几毫秒的时间内即可将目标击毁。
射束炮的突出特点，一是它的能量高度集中，威力大；二是效能高；三是速度快，在不到1秒钟的时间内可摧毁1000千米以外的目标，因而成为理想的反导弹和反卫星武器；四是无惯性，使用方便灵活，可以随时改变射束的发射方向；五是不受天气条件影响，具有“全天候”的作战能力。