Мезо́нная фа́брика, ускоритель протонов и/или отрицательных ионов водорода, предназначенный для получения пучков π-мезонов и мюонов, возникающих при взаимодействии потока первичных частиц с мишенью. Основой мезонной фабрики служат линейные резонансные ускорители или изохронные циклотроны, которые создают первичные пучки высокой интенсивности (характерная средняя мощность пучка на мишени составляет около 1 МВт). Вторичные частицы нужного сорта и энергии выделяются электромагнитным сепаратором.

Первая мезонная фабрика была введена в эксплуатацию в 1972 г. в Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) и базировалась на линейном резонансном ускорителе с максимальной энергией первичных частиц 800 МэВ. За время эксплуатации мезонной фабрики интенсивность пучка существенно увеличена и к началу 21 в. достигнут средний ток пучка 1 мА. В России действует т. н. Московская мезонная фабрика (г. Троицк), строительство которой начато в 1976 г. по инициативе М. А. Маркова, А. Н. Тавхелидзе и В. М. Лобашёва, а регулярная работа по решению физических и прикладных задач – в 1993 г. Длина линейного ускорителя этой мезонной фабрики составляет 500 м, проектная энергия – 600 МэВ, средний ток пучка – 0,5 мА.

На мезонной фабрике проводятся фундаментальные физические исследования, а также прикладные исследования в области физики твёрдого тела, химии, медицины, биологии и др. В частности, изучаются возможности использования мюонного катализа в реакции термоядерного синтеза, моделируются электроядерный метод генерации энергии и процесс производства изотопов плутония и урана, необходимых для атомной энергетики. Мезонная фабрика также производит радиоактивные изотопы для нужд медицины и промышленности. Мезонная фабрика может служить нейтронным источником (в англоязычной литературе она называется Spallation Neutron Source, SNS – нейтронный источник, использующий расщепление атомных ядер).