Der Experimentier-Speicherring ESR erlaubt die Speicherung geladener Teilchen mit relativistischen Geschwindigkeiten über einen weiten Bereich von Massen und Energien. Das Hauptinteresse liegt bei hochgeladenen Schwerionen und radioaktiven Strahlen, die im Fragment-Separator FRS produziert werden. Alle im ESR genutzten Ionen werden im Schwerionen-Synchrotron SIS auf die erforderlichen Energien beschleunigt und zum ESR transferiert. Wesentliches Merkmal des ESR ist die Möglichkeit, die Qualität des gespeicherten Strahls durch Phasenraumkühlung um viele Größenordnungen zu verbessern. Hierfür steht sowohl Elektronenkühlung wie auch stochastische Kühlung zur Verfügung. Für Experimente mit gespeicherten Strahlen wurde ein internes Gas-Target in eine gerade Strecke des ESR integriert. Ein weiteres Merkmal des ESR ist die Möglichkeit, die bei hohen Energien produzierten hochgeladenen Ionen- und Fragmentstrahlen auf niedrige Energien abzubremsen. Die abgebremsten Strahlen können für Experimente im Speicherring genutzt werden oder aus dem Speicherring extrahiert werden. Dafür steht ein langsames Extraktionsverfahren für Experimente an externen Targets zur Verfügung oder eine schnelle Extraktion, mit der die niederenergetischen Ionen zur weiteren Abbremsung zum CRYRING oder dem HITRAP-Linearbeschleuniger weitergeleitet werden können. Die Speicherung hochgeladener Ionen, insbesondere bei niedrigen Energien erfordert ein ausgezeichnetes Vakuum, weshalb der ESR mit einem UHV-System ausgestattet ist, das einen Druck im Bereich von 10^-11 mbar erlaubt.