L'Italie a fait partie des États membres fondateurs du CERN en 1954, et les scientifiques italiens ont énormément contribué à presque tous les projets importants qui ont marqué l'histoire du Laboratoire. Dans le passé, deux physiciens italiens ont occupé la fonction de directeur général du CERN : le prix Nobel Carlo Rubbia (1989-1993) et Luciano Maiani (1999-2003). La directrice générale actuelle, Fabiola Gianotti, est également italienne.

En Italie, la communauté des physiciens qui travaillent sur la physique des hautes énergie est coordonnée par l'Institut national de physique nucléaire (INFN) et rassemble plus de 6 000 personnes, dont la plupart travaillent en collaboration avec des universités. L'INFN a été fondé en 1951 dans le but de poursuivre et l'élargir les recherches entamées dans les années 1930 par l'école d'Enrico Fermi. L'INFN mène des recherches théoriques et expérimentales dans les domaines de la physique nucléaire et subnucléaire, de l'astrophysique des particules, des activités technologiques et interdisciplinaires et de l'informatique.

L'industrie italienne a construit des éléments importants pour le LHC, grâce à des technologies de pointe. Sur les 20 pays qui produisent des équipements industriels pour le CERN et le LHC, l'Italie fait partie des trois principaux producteurs dans les secteurs du génie civil, de l'ingénierie électrique et mécanique, des technologies du vide et de la cryogénie.