L’Allemagne est l’un des États fondateurs du CERN. Le prix Nobel Werner Heisenberg représentait l'Allemagne au sein du Conseil européen pour la recherche nucléaire, organe provisoire qui a précédé la création du CERN, et a signé la Convention du CERN au nom de son pays en 1953. Depuis, les scientifiques allemands ont contribué de manière significative à la plupart des grands projets du CERN. Herwig Schopper a été le premier directeur général allemand de l'Organisation, de 1981 à 1988, et Rolf-Dieter Heuer a été le second, entre 2009 et 2015.

En Allemagne, la recherche en physique des particules et sur les ions lourds relativistes est principalement menée par des groupes universitaires. Parmi les centres de recherche importants du pays se trouvent les deux instituts Max Planck (Munich et Heidelberg) et deux centres de l'association Helmholtz (DESY à Hambourg et Zeuthen, et GSI à Darmstadt). Le Centre de recherche de Karlsruhe exploite le centre de calcul allemand « GridKa », qui fait partie de la grille de calcul mondiale. Les scientifiques allemands contribuent à chacune des grandes expériences du LHC et sont aussi représentés au sein des programmes avec cibles fixes au SPS et à ISOLDE. Le nombre d'utilisateurs allemands du CERN a beaucoup augmenté ces dernières années, à la suite de l'arrêt de l'anneau de stockage électron-proton HERA à DESY en 2007.

L'industrie allemande a beaucoup contribué à la construction du LHC, notamment avec la fabrication d'un tiers des grands dipôles supraconducteurs.