Στόχος είναι η κατασκευή του νέας γενιάς επιταχυντή υψηλής φωτεινότητας High-Luminosity LHC (HL-LHC), ο οποίος θα επιτρέψει στο CERN να περάσει σε μια νέα φάση της ιστορίας του, βελτιώνοντας από το 2026 την απόδοσή του σημαντικά, καθώς θα καταστεί εφικτή η μεγάλη αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων μεταξύ των υποατομικών σωματιδίων.

Η αναβάθμιση θα αυξήσει την πιθανότητα της ανακάλυψης νέων σωματιδίων και ίσως μιας νέας Φυσικής, η οποία θα αφορά π.χ. την υπερσυμμετρία που έως τώρα παραμένει μια ανεπιβεβαίωτη θεωρητική πρόταση ή τη σκοτεινή ύλη ή τις έξτρα διαστάσεις.

Οι πρώτες συγκρούσεις σωματιδίων στον μεγάλο υπόγειο επιταχυντή μήκους 27 χιλιομέτρων, που βρίσκεται σε βάθος 100 μέτρων στα γαλλο-ελβετικά σύνορα, έγιναν το 2010. Δέσμες πρωτονίων ταξιδεύουν σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός από αντίθετες κατευθύνσεις και συγκρούονται μεταξύ τους σε τέσσερα σημεία του τούνελ, όπου υπάρχουν και οι αντίστοιχοι ανιχνευτές των πειραμάτων του CERN, που καταγράφουν τα παραγόμενα σωματίδια (κάπως έτσι βρέθηκε το μποζόνιο Χιγκς το 2012).