El objetivo principal de la tesis que se presenta es el estudio y desarrollo de diferentes metodologías para la gestión del diálogo en sistemas de diálogo hablado. El principal reto planteado en la tesis reside en el desarrollo de metodologías puramente estadísticas para la gestión del diálogo, basadas en el aprendizaje de un modelo a partir de un corpus de diálogos etiquetados. En este campo, se presentan diferentes aproximaciones para realizar la gestión, la mejora del modelo estadístico y la evaluación del sistema del diálogo. Para la implementación práctica de estas metodologías, en el ámbito de una tarea específica, ha sido necesaria la adquisición y etiquetado de un corpus de diálogos. El hecho de disponer de un gran corpus de diálogos ha facilitado el aprendizaje y evaluación del modelo de gestión desarrollado. Así mismo, se ha implementado un sistema de diálogo completo, que permite evaluar el funcionamiento práctico de las metodologías de gestión en condiciones reales de uso. Para evaluar las técnicas de gestión del diálogo se proponen diferentes aproximaciones: la evaluación mediante usuarios reales; la evaluación con el corpus adquirido, en el cual se han definido unas particiones de entrenamiento y prueba; y la utilización de técnicas de simulación de usuarios. El simulador de usuario desarrollado permite modelizar de forma estadística el proceso completo del diálogo. En la aproximación que se presenta, tanto la obtención de la respuesta del sistema como la generación del turno de usuario se modelizan como un problema de clasificación, para el que se codifica como entrada un conjunto de variables que representan el estado actual del diálogo y como resultado de la clasificación se obtienen las probabilidades de seleccionar cada una de las respuestas (secuencia de actos de diálogo) definidas respectivamente para el usuario y el sistema. A partir de los diálogos generados mediante el uso de este módulo de simulación se ha ampliado y mejorado el corpus adquirido inicialmente. Además se presentan diferentes técnicas para la generación automática de diálogos, que facilitan la obtención automática de un corpus etiquetado de diálogos y el posterior aprendizaje de un gestor de diálogo. Los trabajos desarrollados se engloban en el marco del proyecto DIHANA, cuyo principal objetivo fue el desarrollo de un sistema de diálogo para el acceso a un sistema de diálogo mediante el habla espontánea. La tarea definida para el proyecto fue el acceso vocal a un sistema que proporciona información sobre trayectos en tren de recorrido nacional. En último lugar, las metodologías propuestas en DIHANA para la gestión del diálogo se han adaptado para desarrollar un gestor de diálogo en el ámbito del proyecto EDECÁN. Se describe la adaptación realizada y la evaluación de un gestor desarrollado para un sistema de diálogo que facilita la reserva de instalaciones deportivas. Adicionalmente, se presentan diferentes metodologías basadas en reglas para la gestión del diálogo, así como distintas aproximaciones para el desarrollo de generadores de respuestas en lenguaje natural.