사이클로트론이란 강한 전극과 자기장을 이용하여 전자나 양성자 등의 전하를 띤 입자를 나선 모양으로 가속시키는 입자 가속기의 일종이다.
사이클로트론이 처음으로 고안된 것은, 1930년 미국의 과학자 로렌츠(Ernest O. Lawrence)와 리빙스턴(M. Stanley Livingston)에 의해서이다.
즉, 전하를 띤 입자를 균일하게 형성된 자기장 속에 입사시킬 경우 진행 방향의 수직으로 일정한 로렌츠 힘을 받아서 원운동하게 된다.
이때 자기장 속에서 원운동 하는 입자의 주기는 궤도반지름과 속력에 무관하게 일정하다는데 착안하여 입자를 주기적으로 가속시킨 것이다.
사이클로트론의 구조는 균일한 자기장에 마주 보여 지도록 놓여진 2개의 반원 모양의 금속전극 디(dee)의 형태로 이루어져 있으며, 두 전극에 강한 교류 전압을 걸어 두 전극 사이의 공간을 통과하는 입자를 가속시킨다.
이렇게 가속된 입자를 다양한 표적에 충돌시켜 소립자를 탐색하거나 우주 탄생 초기의 상황을 재현하는 등에 이용하고 있다.