Large Hadron Collider er installeret i den 27 km lange tunnel, der første gang blev taget i brug i 1989 til Large Electron Positron Collider (LEP). Navnet fortæller, at maskinen er stor, at den accelererer protoner eller ioner, som er hadroner (dvs. partikler opbygget af kvarker), og at der sker kollisioner mellem strålebundter, der bevæger sig i modsatte retninger. I LHC accelereres protonerne, der kommer fra SPS. Det tager 4 minutter og 20 sekunder at fylde LHC-ringen og herefter ca. 20 minutter at accelerere dem til en energi på 7.000 GeV eller 7 TeV, hvorved de bevæger sig med en hastighed, som kun er en hundredtusindedel promille fra lysets hastighed.

Protonerne bevæger sig rundt i ringen i bundter af 1011 protoner. Der er 25 nanosekunder (eller 7 meter) mellem bundterne. Når bundterne er langt fra kollisionspunkterne, har de længde på et par centimeter og en bredde omkring en millimeter.

I kollisionspunkterne sammenpresses de til en størrelse på 16 mikrometer for at øge chancen for kollision. Der forventes omkring 20 proton-proton sammenstød, hver gang to bundter mødes i en detektor. Da der er 2.808 bundter i hver retning, og de hver tager 11.245 omgange i LHC-ringen i løbet af et sekund, bliver det til ca. 600 millioner partikelkollisioner i sekundet. Et eksperiment kører typisk i 10 timer ad gangen.