ЦИКЛОТРОН — ускоритель протонов, альфа-частиц, дейтронов, в котором частицы получают ускорение от электрического ноля — переменного по амплитуде, но постоянного по частоте. Управляет движением частиц и фокусирует их тоже постоянное по времени магнитное поле, создаваемое мощным электромагнитом. Частота ускоряющего поля подбирается так, чтобы частица, двигаясь по инерции внутри одного из двух полых электродов в виде половинки диска — дуантов, попадала в промежуток между ними каждый раз в те моменты, когда электрическое поле между ними как бы «подстегивает» частицу, которая с каждым оборотом внутри дуанта ускоряется все больше и больше.
Предельная энергия, достижимая на обычных циклотронах, ограничивается 25—30 Мэв. Это объясняется тем, что при больших скоростях (энергиях) начинает сказываться релятивистский эффект —возрастание массы частиц по мере приближения скорости частиц к скорости света, что нарушает синхронизацию (совпадение по времени) между вращением частицы в дуантах и поступлением Ю-лульсов переменного электрического поля от генератора на ускоряющий промежуток.
Чтобы увеличить энергию частиц, ускоряемых в циклотроне, приходится идти на различные технические усложнения, например искусственно изменять по амплитуде напряженность магнитного поля,  создаваемого электромагнитом.
Циклотроны, у которых вместо частоты ускоряющего напряжения изменяется величина магнитного поля, называют синхротронами.