Основное отличие синхрофазотрона от обычного синхротрона заключается в принципе работы:

• В синхротроне в процессе ускорения частиц орбита пучка остаётся постоянного радиуса, а ведущее магнитное поле поворотных магнитов, определяющее этот радиус, возрастает во времени. 4 Кроме того, остаётся постоянной частота ускоряющего электрического поля. 4
• В синхрофазотроне управляющее магнитное поле и частота ускоряющего электрического поля одновременно изменяются во времени так, чтобы радиус равновесной орбиты частиц оставался постоянным. 2 Чтобы частицы в процессе ускорения оставались на той же орбите, изменяется как ведущее магнитное поле, так и частота ускоряющего электрического поля. 4