「國家同步輻射研究中心」興建並負責營運兩座加速器光源與所屬的光束線實驗設施:台灣光源(Taiwan Light Source, TLS)與台灣光子源(Taiwan Photon Source, TPS)，為我國規模最大的大型共用實驗設施。1993年10月開放用戶使用的「台灣光源」，是亞洲第一座、世界第三座完成的第三代同步輻射設施，電子束能量15億電子伏特，周長120公尺，真空紫外線及軟X光光源為其最優的能量波段範圍。2016年9月正式啟用的「台灣光子源」為目前世界上最亮的同步光源之一，具備超低束散度的儲存環，電子束能量30億電子伏特，周長518.4公尺，軟X光及硬X光為其最佳的能量波段範圍，可容納40條以上的光束線，能滿足綠能、生醫、與奈米科學等現代科技與先進科學對超高亮度光束的需求。此外，透過國際合作協約的簽訂，也負責位處日本SPring-8的兩條硬X光台灣光束線及澳洲Australia’s Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO)的冷中子三軸能譜儀之運轉。

「國家同步輻射研究中心」擁有世界首屈一指的同步光源之一，具備與時俱進的實驗設施與技術，世界各地的研究人員藉由實驗計劃的申請與審查機制，可運用本中心的實驗設施從事科學研究。每年有超過2,000名國內外用戶前來實驗，進行基礎科學研究與尖端科技創新，使台灣的科學研究與國際頂尖實驗設施並駕齊驅。