ミノフスキー粒子の立方格子をIフィールドによって極度に圧縮すると、ミノフスキー粒子は縮退して正・反ふたつのミノフスキー粒子が融合してメガ粒子となる。このとき、立方格子が縮小したミノフスキー粒子は見かけの重量を増大させる。メガ粒子となる際に、その質量の一部は消滅して運動エネルギーに変化する。高い運動エネルギーを獲得したメガ粒子の運動方向を、Iフィールドによって揃えて収束放出する、というのが原理である[8]。

エネルギー・コンデンサーで[20]ミノフスキー粒子を縮退寸前まで圧縮し[11]、メガ粒子発生装置に送られて一定値になるまで蓄えられ、その値を超えるとビーム発生装置へと送られ開放される。ビーム状態となったメガ粒子は、砲身内部の数個の加速リングと収束リングを通過して、到達地点で最大の破壊力を発揮できるよう調整される。そして先端のガイドラインによって弾道が安定するように固定され、目標へ向けて発射される[20][注 19]。

初期のメガ粒子砲は規模や使用電力が大きいため、大型の砲塔にセットして使用されるが、照準精度の向上が難しく、敵の追尾能力も決して高くはない[8]。発展型では、粒子収束放出口の前方にビーム偏向用のIフィールド発生器が装備され、20度程度のビーム偏向能力が付与されている[8]（このため「偏向メガ粒子砲」とも呼ばれる[1]）。戦艦やMAなど、大出力の熱核反応炉を備えたものに搭載されている[1]。

エネルギー変換効率は85パーセント以上となり、レーザーの4倍近い性能をもつ。また、荷電粒子砲と異なりビームの拡散率が低く、地磁気による影響を受けにくい[8][注 20]。ただし、大気があるとビーム先端のエネルギーが空気のプラズマ化に費やされて効率はやや低下し、雲の中では水蒸気分子を破壊するためさらに低下する[14]。『機動戦士ガンダムΖΖ』第28話では、アウドムラが海面すれすれを飛行して水しぶきを発生させ、サダラーンのメガ粒子砲を拡散させる場面がある。このような性質を利用して、ミサイルに充填して宇宙空間に粒子（ガス）を散布し、ビームを減衰させるビーム撹乱幕（膜）という技術も開発されており（パブリクを参照）、これをミノフスキー粒子の発展型のようなものとする資料もある[43]。また『ガンダム・センチネル』では、このガスとミノフスキー粒子を高濃度で散布するM弾頭が登場する[44]。
エネルギーCAP

圧縮され高エネルギー体となったミノフスキー粒子を、メガ粒子に縮退寸前の状態で蓄積する技術[8]。『ガンダムセンチュリー』で設定された。"CAP" は "capacitor" の略であり[8]、「エナジー（エナジィ）キャップ」と表記されることもある[45]。

宇宙世紀0076年に[46]連邦軍の技術陣によって開発され[47]、採用されている[46]。蓄積されたミノフスキー粒子は、ミノフスキー粒子の発生および立方格子の縮小化に必要なエネルギーの1/20以下のエネルギー投入によって融合し、メガ粒子となる。このため、従来とは比較にならないほど小型かつ大出力のメガ粒子砲（MS用のビーム・ライフルなど）が開発可能となる[46]。