Principen grundar sig på att en laddad partikel som rör sig i ett homogent magnetfält (vinkelrätt mot fältlinjerna) beskriver en cirkelbana och att omloppstiden är oberoende av energin. Cirkelbanans radie är proportionell mot jonens hastighet. En kraftig elektromagnet är således en viktig komponent i en cyklotron. Vidare ingår ett högfrekvenssystem