In un esperimento a bersaglio fisso, una particella carica, tipo un elettrone o un protone, viene accelerata da un campo elettrico e collide con un bersaglio, che può essere un solido, un liquido o un gas. Un rivelatore permette di determinare la carica, la quantità di moto, la massa, etc., delle particelle che nascono dall'urto.

Un esempio di questo processo è l'esperimento di Rutherford con la lamina d'oro: la sorgente radioattiva forniva le particelle alfa di alta energia, che urtavano contro il bersaglio fisso della lamina d'oro. Il rivelatore era costituito dallo schermo di solfuro di zinco.