當帶電粒子(一般是電子)垂直注入均勻的恒磁場繞磁力線作圓周運動時,雖然粒子的速度恒定,它也具有向心加速度，進而形成電磁幅射。由非相對論性(vc)低能電子發(fā)射的，叫回旋加速器幅射，由相對論性(v≈c)高能電子發(fā)射的，叫同步加速器幅射。它們首先是在回旋加速器和同步加速器中被觀察到的回旋加速器，因此得名。有的文獻上將三者合稱回旋加速器幅射，南斯拉夫文獻中常稱為磁軔致幅射。
此兩種幅射的偏振光狀態(tài)相像，都在垂直于磁場的方向下線偏振光，在沿磁場的方向上圓偏振光，在斜方向上通常是橢圓偏振光(見光的偏振光)。
兩種幅射的頻譜和角分布的特性有很大不同。回旋加速器幅射的譜是由拉莫爾角頻度Ω0,及其諧頻組成的分立譜(e和m0分別是電子的電荷和靜止質量,B為磁感應硬度，с為光速)。能量主要集中在頻域,諧頻成份極弱;幅射的方向性不強。相對論性電子的能量為γm0с2,其中v是電子速率。因為相對論效應,隨著電子能量的減小，電子的質量m=m0γ減小，拉莫爾角頻度的數(shù)值降低，并因電子速率上的差別而有所分散，因而使回旋加速器幅射的譜線間隔增大，線寬加強。在極端相對論性條件下，幅射譜變?yōu)檫B續(xù)的，這便是同步加速器幅射。與回旋加速器幅射相比，同步加速器幅射具有以下一些不同的特點:
①存在一個臨界角頻度(R為粒子軌道直徑),在其附近能譜有極大值。ωωc時,幅射功率譜反比于ω時;ωωc時，反比于
(ω/ωc)┩exp(-ω/ωc)。
隨著γ的減小，能譜的極大值向更中級的諧頻轉移。
②對于給定的磁場，總幅射功率反比于γ2;對于給定軌道直徑，它反比于γ4，即總幅射功率隨粒子能量的減小而大幅提高。
③輻射的方向性極強，它像頭燈似地分布在以粒子運動方向為軸的極窄角錐內,錐的全角長度θ~1/γ(見圖)。電子回旋運動形成電磁幅射的最早理論研究要溯源到20世紀初，G.A.肖脫于1912年估算了精典原子模型的幅射。40年代,Д.Д.伊萬年科和И.Я.坡密朗丘克以及J.S.施溫格曾考慮了這類幅射對設計方形粒子加速器的重要性。爾后朱洪元(1948)和施溫格(1949)發(fā)展了有關回旋加速器幅射的理論，這種理論公式已納入標準的教科書。理論估算表明，同步加速器中帶電粒子能量U因幅射而形成的耗損率為q為電荷。此式表明,隨U的降低極快。據(jù)悉,對于質量小的電子,這些幅射消耗非常嚴重(∞m0-4)。這些幅射是高能方形軌道加速器中最主要的能量損失機制。為了減輕它，一般要采用很大的直徑R。
同步加速器幅射為人們提供了一種高度準直并可連續(xù)調諧的強光光源。非常是在真空紫外和X射線波段,尚無可用的激光器與之抗衡。50年代同步加速器幅射已被廣泛研究,60年代前期，日本國家標準局(NBS)的K.科德林、R.P.馬登和她們的合作者開始把的同步加速器當成幅射源用于原子波譜的研究。近些年來日本、蘇聯(lián)、日本和歐洲許多國家都舉辦了這方面的工作回旋加速器，用同步加速器或存儲環(huán)發(fā)出的同步加速器幅射來進行光物理、生物學、固體及其表面、材料學、光子散射、非線性光學、X射線全息、X射線顯微學、X射線光刻等多方面的探求和研究。這方面的研究曾經(jīng)多依靠于粒子化學學的裝置，近些年來一批專用的設備正在設計或制造中。
同步加速器幅射是天體化學學中一種重要幅射機制。目前普遍覺得，好多具有冪律譜和偏振光的非熱宇宙射電幅射來始于高能粒子的同步加速器幅射。這類射電源中最知名的事例是為中國《宋史》記載的蟹狀星云中心1054年爆發(fā)的超新星遺跡。
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