Long de 26 mètres et pesant 10 tonnes, il est construit sous le musée du Louvre dans une enceinte protégé. Le faisceau issu de l'accélérateur de particules excite les atomes de la cible, et des détecteur analysent les émissions secondaires (rayons X, rayons gamma, lumière) Ces émissions permettent d'identifier, même à l'état de traces, tous les éléments chimiques présents dans les couches superficielles de l'objet. Leur nature, leur concentration et leur localisation dévoilent l'histoire de l'objet et permettent de l'authentifier.

Lancé en 1983 et réalisé sous la conduite de Georges Amsel, directeur du système d'analyse par faisceaux d'ions du Groupe de Physique des Solides de l'Université de Paris VII et du CNRS au campus de Jussieu et de Michel Menu, il fut installé au Louvre en 1987 et inauguré en 1989.

L'accélérateur est un modèle électrostatique tandem de 2 millions de volts Pelletron 6 SDH-2 conçu par la société Américaine NEC. Il permet d'accélérer des protons jusqu'à 4MeV, des particules alpha jusqu'à 6 MeV, ainsi que des ions plus lourds (deutons). Il comporte une source d'ions Alphatross ainsi qu'une source radiofréquence à haute brillance Duoplasmatron installée en 1995, lorsque les nouveaux locaux scientifiques du laboratoire de recherche et de restauration des musées de France (C2RMF) furent construits sur 5 000 m2 et 15 m de profondeur autour d'AGLAE, sous la cour du Carrousel du Louvre et inaugurés le 16 février 1995.

Le microfaisceau est extrait à l'air et permet l'analyse directe et non destructive des œuvres sans prélèvement ni préparation ou mise sous vide. Elle a été équipée d'un dispositif de focalisation qui permet de réduire la taille du faisceau jusqu'à environ 10 µm et de réaliser ainsi une microsonde nucléaire à pression atmosphérique.

Plusieurs détecteurs sont implantés sur la micro-sonde AGLAE :

C'est le seul accélérateur de particules au monde à être détenu au profit de musées. Il constitue la méthode la plus performante qui soit pour l'analyse de la composition en éléments chimiques d'un objet ; il permet d'obtenir les résultats en quelques minutes et, surtout, sans prélèvement de l'œuvre. La machine a été adaptée aux contraintes posées par les œuvres d'art. Ainsi, contrairement à ce qui se passe dans un laboratoire de physique nucléaire, le microfaisceau d'ions doit sortir dans l'air (alors qu'il est sous vide dans l'accélérateur) sur moins de 2 mm avant de frapper sa cible. Mais, à part ces ajustements, le fonctionnement reste classique.