一種尚在研究中的，利用高能強流亞原子束摧毀飛機、導彈、衛星等目標，或使之失效的定向能武器。通常分為在大氣層使用的帶電粒子束武器和在外太空使用的中性粒子束武器。它由粒子源、粒子加速器和探測、瞄準跟蹤及指揮、通信設備等組成。其工作原理是：用高能強流加速器，將粒子源產生的電子、質子或離子加速到接近光速，並用磁場聚焦成密集的粒子束流射向目標，靠粒子束流的多種效應來摧毀目標或使之失效。主要特點是：粒子束流能量高度集中，穿透力強，脈衝發射率高，能快速改變發射方向。<
粒子束摧毀目標或使之失效的機理大致有三種：①使結構破壞。高能粒子束和目標材料分子碰撞後，使材料升溫、熔化或產生熱應力，使結構破壞，由於粒子束的穿透力強，還能破壞目標內部設備。②使引爆藥早爆。高能粒子束能使引爆藥的離子移動，從而使其內部電場分佈不均勻，降低起爆溫度；還能在引爆藥中產生沖擊波。這些因素都可能使引爆藥提前起爆。③使電子設備失效。高能粒子束穿過電子設備時，使之產生電子－空穴對，從而引起脈沖電流；空穴對的再結合又能產生大量的熱。這些因素都可能使電子設備失效。此外，當高速運動的帶電粒子受到空氣分子、目標材料分子的阻礙而減速時，損失的大部分能量將轉化為γ射線和 X射線，這些射線沿粒子束流軸向形成一個二次輻射錐，處於該錐內的電子器件可能失效。
20世紀40年代，有的國傢就曾探索過粒子束武器。但由於加速器所產生的粒子束流功率不高而未成功。隨著有關技術的發展和軍事上的需要，50年代末，美、蘇等國重新開始研究。目前存在的主要問題有：粒子束傳輸，能量的貯存和開關調節，高能強流加速器，精密瞄準跟蹤設備和破壞目標的機理等，其中關鍵問題是粒子束傳輸。帶電粒子束在大氣中傳輸的主要問題，是能量的衰減和粒子束流的擴散、彎曲和扭轉。中性粒子束在外層空間傳輸的主要問題是粒子束流的擴散。例如，若加速器出口處氫原子束的直徑為2厘米，則傳輸1000公裡後將擴大為20米。這些問題目前尚未解決。但是，近幾年來對粒子束武器的研究較為活躍，並取得瞭一些進展。為瞭確定粒子束武器的可能性和現實性，美國勞倫茲利弗莫爾國傢實驗室建成瞭先進的試驗加速器，其主要參數為：電子能量50兆電子伏特，粒子束流最大流強10000安培，脈沖寬度70毫微秒，平均每秒產生5個脈沖。蘇聯對粒子束武器的研究也很重視，投入的力量和取得的進展不次於美國。