La política tarifaria y sus medidas complementarias son parte de una estrategia para reducir los costes externos que produce la movilidad por carretera sobre la sociedad. Desde una perspectiva de sostenibilidad en los países desarrollados, la tarifación constituye un instrumento útil para proporcionar un uso eficiente de las carreteras y, a la vez, captar recursos para el mantenimiento de las mismas y la mejora e innovación del servicio de transporte público. Su aplicación se va extendiendo aunque no está libre de condicionantes conceptuales (una mezcla de tarifación y restricción es óptimo), tecnológicos (tarifación por uso de viario vs. aparcamiento, reconocimiento de matrículas vs. GPS o DSRC), culturales (aversión al pago por uso de las carreteras o del viario público), sociales (credibilidad del sistema, destino de los fondos recaudados, etc.) y de implicaciones en la equidad social. La tesis presenta una metodología basada en el principio económico de tarifación del coste marginal social a corto plazo y emplea un enfoque de second-best (óptimo con restricciones de implantación) para cuantificar la tarifa óptima que determina un nivel de demanda que proporciona la máxima ganancia de bienestar social. La metodología propuesta se desarrolla para una red de carreteras metropolitanas y permite comparar múltiples esquemas de tarifación a través de la evaluación cuantitativa de diversos indicadores de operación, económicos y sociales. Cinco tipologías tarifarias constituyen las alternativas evaluadas, que pueden agruparse en dos simples (tarifa plana y kilométrica lineal) y tres complejas (kilométrica cóncava, tarifa de acceso más kilométrica y cordón más kilométrica); estas últimas tienen la ventaja de favorecer a los commuters, equilibrar las debilidades y fortalezas de las estructuras convencionales y adaptarse a la topología viaria existente. Para la contrastación y selección de la mejor opción tarifaria a implantar, se recurre a un análisis multicriterio basado en un proceso de jerarquización analítico. La aplicación se ha realizado sobre la red de vías de gran capacidad del Área Metropolitana de Barcelona, modelizada con TransCAD. Se define el escenario base y se simula el escenario futuro mediante la instauración de cada una de las estructuras estudiadas durante la hora punta de mayor congestión. Los resultados miden los efectos negativos (pérdida de excedente de usuario) y positivos (ingresos y reducción de costes de congestión) agrupados en la variación del bienestar social total. Las modelización y su análisis de sensibilidad permiten extraer guías de diseño para la planificación del transporte e implantación de una estrategia tarifaria en áreas urbanas o metropolitanas congestionadas. Se concluye que el uso adecuado de los ingresos incide positivamente en la equidad y que el esquema mixto tarifa cordón + kilométrica lineal es el más adecuado para la ciudad de Barcelona: con 1,55 euros/vehículo de tarifa plana más 0,09 euros/veh·km se reduce la demanda un 10% en veh·km; la ganancia máxima de bienestar social supera los 93.000 euros/h para una reducción de 11,8% de los veh·km. Finalmente, se sugieren extensiones de la investigación y del modelo desarrollado.