La France a une longue tradition de recherche en physique des particules, héritage laissé par Curie et Becquerel. Le pays est l'un des membres fondateurs du CERN et l'un de ses deux États hôtes. Les scientifiques français ont beaucoup apporté aux grandes expériences. La France a également contribué à la mise au point de certains accélérateurs du CERN, notamment avec l'injecteur linéaire du LEP et les quadripôles du LHC.

Deux scientifiques français ont occupé le poste de directeur général du CERN : Bernard Grégory (1966-1970) et Robert Aymar (2004-2008). Le physicien français Georges Charpak a reçu le prix Nobel de physique en 1992 pour l'invention de la chambre proportionnelle multifils au CERN.

En France, la recherche en physique des particules, en astrophysique des particules et en physique nucléaire est principalement menée dans deux grands instituts : l'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3), qui fait partie du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), et l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (IRFU), qui dépend du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). L'IN2P3 a été créé en 1971 en tant qu'institut national appartenant au CNRS, et la recherche en physique nucléaire et en astrophysique a également commencé dans les années 1970 au CEA. L'IN2P3 et l'IRFU ont développé de solides compétences dans tous les domaines techniques liés à la physique des particules : les détecteurs, l’électronique, l'informatique, les accélérateurs et les aimants supraconducteurs. Les deux instituts entretiennent des liens étroits avec la recherche universitaire.

Des chercheurs français participent aux quatre grandes expériences du LHC (ATLAS, CMS, LHCb et ALICE). Outre le programme LHC et à plus long terme, les laboratoires français participent aussi activement à la R&D sur les accélérateurs et sur les détecteurs pour le futur collisionneur linéaire (ILC ou CLIC) ou circulaire (FCC). La France prend également part à la réalisation de prototypes, notamment pour DUNE, actuellement en phase de tests auprès de la plateforme neutrino du CERN.