Das Kalorimeter bremst geladene Teilchen vollständig ab, um ihre Energie zu bestimmen. Da jede Teilchenart unterschiedlich viel Energie pro Strecke verliert, werden zur Registrierung unterschiedlicher Teilchen verschiedene Materialien verwendet. Man unterscheidet in zwei Typen von Kalorimetern: das Hadronenkalorimeter, zur Energiebestimmung von hochenergetischen Hadronen und das elektromagnetische Kalorimeter, zur Messung der Energien von Elektronen, Positronen und Photonen.
Abb.1. Prinzip eines Kalorimeters
Die Teilchenenergie des einfallenden Teilchens wird durch Wechselwirkungen mit den Atomkernen in den Absorber abgegeben und in einen "Schauer von Sekundärteilchen" umgewandelt. Die geladenen Teilchen aus diesem Schauer können wiederum durch die Detektorenschicht erfasst werden. Die Summe der eingehenden Signale ist fast proportional zur Energie des eingefallenen Teilchens. Der Vorteil des Kalorimeters ist, dass es auch einfallende neutrale Teilchen nachweisen kann.
Als Detektoren werden meist Szintillationszähler verwendet. Die Absorbermaterialien sind beim Hadronenkalorimeter häufig Eisen und beim elektromagnetischen Kalorimeter schwere Elemente, wie zum Beispiel Blei.