Protony zderzają się z tarczą grafitową wytwarzając mezony, głównie piony i kaony, które są następnie skupiane przez układ trzech magnesów i kierowane do tunelu zwanego objętością rozpadu. W zależności od polaryzacji magnesów skupiane są cząsteczki dodatnie albo ujemne. Dodatnie piony i kaony rozpadają się głównie na μ+ i νμ tworząc wiązkę neutrin mionowych, natomiast ujemne piony i kaony rozpadają się głównie na μ− i μ tworzące wiązkę antyneutrin mionowych. Pozostałe hadrony i naładowane leptony są zatrzymywane przez 75-tonowy blok grafitu (ang. beam dump) i w ziemi za nim, podczas gdy neutrina poruszają się w ziemi w kierunku dalekiego detektora.
Wiązka pozaosiowa mały|Przewidywany strumień neutrin w funkcji energii w detektorze ND280 T2K jest pierwszym eksperymentem, w którym zastosowano pozaosiową wiązkę neutrin. Wiązka neutrin w J-PARC została zaprojektowana w taki sposób, aby może było ją skierować o 2–3 stopnie od dalekiego detektora Super-Kamiokande i od jednego z bliskich detektorów – detektora ND280. Średnia energia neutrin zmniejsza się wraz z odchyleniem od osi wiązki. Kąt pozaosiowy został wybrany na 2,5°, aby zmaksymalizować prawdopodobieństwo oscylacji w odległości odpowiadającej dalekiemu detektorowi, które dla 295 km jest największe dla neutrin o energii około 600 MeV.