Среди циклических разновидностей ускорителей заряженных частиц наиболее известными благодаря сделанным на них открытиям являются циклотроны. Также часто в практике промежуточных исследований применяются микротроны, которые также и возникли как самый ранний вариант циклического ускорителя.

Благодаря открытию в 1944 году В.Векслером эффекта так называемого автофазирования частиц, разгоняемых в циклических ускорителях, а также некоторым других эффектам, которые позволяют стабилизировать движение частиц и обеспечить регулярное возрастание их энергии при разгоне, микротроны и циклотроны получили широкое распространение в исследовательских центрах, начиная с середины прошлого века.

Микротрон предназначен для разгона электроном при условиях постоянной частоты и энергии магнитного и разгоняющего электрического поля. Особенностью работы микротрона является то, что разгоняемые электроны двигаются по постоянно расширяющимся орбитам, которые проходя через ускоряющий промежуток.

При этом длина каждого шага всей последовательности орбит электронов отличается на некоторое целое число волн высокочастотного поля, которое их разгоняет. Именно это обстоятельство привело к тому, что микротрон также часто называют ускорителем с переменной кратностью.

Вторая разновидность циклических ускорителей, циклотрон, предназначен для резонансного разгона тяжелых частиц. Чаще всего в качестве таковых используются протоны и ионы. В циклотроне управляющее частицами магнитное поле и ускоряющее электромагнитное поле по частоте являются постоянными все время разгона.

При этом частицы внутри циклотрона двигаются по траектории в виде плоскостной спирали, которая постепенно разворачивается. При этом, если циклотрон применяет так называемое азимутально симметрическое магнитное поле, то частицы в нем могут ускоряться только до нерелятивистских скоростей (т.е. до скоростей, которые не сравнимы со скоростью света).