同步辐射（Synchrotron Radiation）是指速度接近光速的带电粒子（通常为电子）在磁场中迫使其偏转做曲线运动时，沿着运动轨道的切线方向发射出的电磁辐射。由于这种辐射最初是在同步加速器上被观察到的，因此得名。
在天文学中，超新星遗迹、脉冲星等天体也会在强磁场中产生天然的同步辐射；而在地面上，人类通过建造大型“同步辐射光源”（一种环形加速器装置）来专门产生这种高质量的光。
作为现代科学研究的“超级显微镜”，同步辐射光源具有许多普通实验室光源无法比拟的优异特性。
它拥有极宽的连续光谱（从远红外、可见光、真空紫外一直延伸到深穿透性的硬X射线），科学家可以像调频收音机一样自由选择所需的波长；同时，它还具备极高的亮度（比普通医院或实验室X射线源高出百万到数十亿倍）、高度的准直性（光束极窄、方向极度集中）、优良的偏振性以及纳米级甚至皮秒级的时间脉冲结构。
在实际应用中，同步辐射已成为多学科交叉研究中不可或缺的尖端表征工具。在材料科学与新能源领域，它能原位探测电池充放电过程中原子的价态演变与配位结构（如XANES/EXAFS技术）；
在生命科学中，高亮度的X射线晶体学可以用来解析复杂的蛋白质分子三维结构，助力新药研发；在微电子制造中，它也被用于极紫外（EUV）光刻技术的测试与研发。同步辐射装置已经成为衡量一个国家科技前沿综合实力的国家重大科技基础设施。
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