利用放射性核素及核射线对各种元素或化合物进行体外分析（主要是定量分析）的各种方法，统称放射分析。主要方法有：放射分析法、放射化学分析、活性分析、激发X射线荧光分析法、穆斯堡尔共振谱、正电子堙没法、核磁共振法等。

放射性核素用于分析工作的优点：①可以根据射线的种类及能量在复杂系统中识别被测对象，在多数情况下可大大简化样品的提纯分离工作；②通过放射性测量来定量，灵敏度很高，探测极限常可比一般物理、化学方法小三至六个数量级。

最早应用的一种放射分析是核素稀释法。它的基本原理是：结构相同的标记物与非标记物混合后，两者在分离纯化过程中行为相同，标记物被稀释的倍数可从比放射性下降的倍数计算出来，只要知道两者中任何一个的量，就可根据比放射性的变化求出另一者的量。核素稀释法灵敏度不很高，但由它派生出来的求整体代谢库的稀释法及求标记物含量的反稀释法仍有广泛用途。

由核素稀释法发展形成的另一种放射分析技术是竞争放射分析法。它所用的标记物也与被测物结构相同，其工作原理是：使两者与特异结合试剂发生竞争性结合。被测物越多，结合物中标记物越少，根据结合物的放射性可定出被测物的量。这种方法应用面广，灵敏度高，操作简便，现已成为应用最多的放射分析法。

另一些放射分析技术所用标记物结构与被测物不同，它们的工作原理主要是使标记物与被测物结合，最后根据复合物的放射性推算被测物的量。结合反应属一般化学反应者称为核素衍生物分析法，属抗原抗体反应者称免疫放射分析法。同样的原理也用于分析激素的受体及血浆中激素的特异结合蛋白。把放射性核素的应用与酶反应结合起来的放射分析有两类。一类是利用标记底物转化为标记产物的速度测定酶的活力，称为酶的放射分析法。另一类则是以酶和标记物为工具，对某些待测物定量，称为放射酶促分析法。

活化分析法是用中子或带电粒子轰击被测样品，使其中某些元素具有放射性，然后根据所发射的射线的性质判别元素种类，根据射线的量求该元素的量。

随着核物理基本理论及核技术的发展，体外放射分析也不断增添新的内容。例如利用穆斯堡尔效应可测量含铁大分子中铁原子的化学状态及电子组态在生命过程中的变化，利用扰动角关联方法可研究疾病时液态生物大分子构型的变化。

放射分析技术的发展正在引起医学化验及生化技术的深刻变化。一方面，一些老的技术正在被放射分析技术所取代，如很多激素的测定现已大多采用放射免疫分析法；另一方面，许多原来无法测定的微量物质正逐渐获得可靠的测定方法，如体液及组织中的多种稀有元素、环核苷酸、前列腺素、丘脑下部的激素等。

20世纪初，随着天然放射性的发现，就开始探索将天然放射性核素用于分析化学中，以简化操作、提高分析的灵敏度。1912年G.赫维西等人首次用放射性铅（210Pb）作指示剂测定铬酸铅的溶解度。1925年R.埃伦伯格以放射性铅（212Pb）作指示剂用沉淀法分析天然铅。1932年赫维西等人为了测定花岗岩中的微量铅，在分析样品之前，向样品溶液中加入已知比活度的放射性铅,用同位素稀释法进行铅的分析,得到满意的结果。所有这些都为放射性指示剂在分析化学中的应用提供了条件。随后在萃取、沉淀、吸附、滴定、蒸发等分析操作中也得到广泛的应用。1934年F.约里奥－居里和I.约里奥－居里发现人工放射性，E.费密等人又提出在热中子作用下几乎所有元素都能感生放射性。1936年赫维西和H.莱维首次利用（n，γ）核反应，成功地分析了氧化钇中的镝和氧化钆中的铕等杂质，开辟了活化分析的新领域。随后，1938年G.T.西博格等人第一次进行了带电粒子活化分析。随着反应堆和各种加速器的建立，多道谱仪的不断改进和微处理机的推广运用，活化分析得到飞跃的发展。50年代开始又逐步发展和完善了利用核现象的微量分析技术（即核分析技术）。其中有通过正电子与物质相互作用来研究物质微观结构的正电子湮没技术、原子核无反冲的γ射线共振吸收──穆斯堡尔效应──的应用，还有离子束背散射分析、核反应分析、沟道效应的应用和70年代发展起来的粒子激发 X射线荧光分析等。放射分析化学由于具有灵敏度高、取样量小、可以不破坏样品等优点而受到重视并得到迅速发展。

放射分析化学中常用的方法分为两类：①放射性同位素作指示剂的方法，如放射分析法、放射化学分析、同位素稀释法等；②选择适当种类和能量的入射粒子轰击样品，探测样品中放出的各种特征辐射的性质和强度的方法，如活化分析、粒子激发 X射线荧光分析、穆斯堡尔谱、核磁共振谱、正电子湮没和同步辐射等。

用放射性核素、放射性标记化合物作指示剂，通过测定其放射性来确定待测非放射性样品含量的分析方法。用在容量分析中的放射分析法叫做放射性滴定。

利用适当的方法分离、纯化样品后，通过测定放射性来确定样品中所含放射性物质数量的技术。如通过测定天然放射性核素钾40（半衰期为1.28×109年，丰度为0.111%）的放射性而求钾含量的方法。 　同位素稀释法 　将已知比活度的、与待测物质相同的放射性同位素或标记化合物，与样品混合均匀，分离纯化其中一部分，测定其比活度。根据混合前后比活度的改变，即同位素稀释倍数来计算待测物的含量。（见同位素稀释法、亚化学计量分析）

利用核反应使待测样品中的稳定核素转变为放射性核素后，由核反应截面、粒子注量率、射线能量、半衰期和放射性活度来确定待测物的含量。可分为中子活化分析、带电粒子活化分析和光子活化分析。活化分析作为高灵敏度核分析技术，在生物样品分析和高纯材料中微量材料的分析，以及在环境科学、考古学和法医学等领域广泛应用。

当α 、β、γ或X射线作用于样品时，由于库仑散射，轨道电子吸收其部分动能，使原子处于激发状态。由激发态返回基态时发射特征X射线，根据此特征X射线的能量和强度来分析元素的种类和含量。其灵敏度很高，用途很广。

即无反冲条件下的核γ射线共振谱。由于分辨能力非常高，对核外电子状态的微小变化也能测定，因此可以得到化学位移、分子内的结合状态及分子间相互作用等核外电子的信息。已用于铁、锡、铕、铥、钽等的物理、化学状态的分析中。（见穆斯堡尔谱学）

正电子是电子的反粒子。此法利用正电子的湮没寿命来研究物质的微观结构，如金属缺陷和各种材料的相变，以及研究溶液中的自由电子和溶剂化电子等。

通过核磁共振光谱特性如化学迁移、耦合常数、多重性、吸收峰的宽度和强度以及温度效应，来测定样品的分子结构，特别是有机化合物的分子结构。

放射分析化学与一般分析化学比较，有下列特点：基于测量放射性或特征辐射，分析灵敏度高（一般能达1ppm），准确度高，分析速度快，方法简便可靠，取样量小，有时还可以不破坏样品结构等。

各种分析方法都具有其特点和最适分析范围。同位素稀释法要有已知比活度的放射性标准，亚化学计量法就无此需要；中子活化分析一般对中重元素和部分轻元素分析较为适宜，能分析厚样品;带电粒子活化分析和背散射分析主要用于表面分析，其中带电粒子活化分析对轻元素分析特别适宜，背散射分析则对中重元素较灵敏，X射线荧光分析具有较好的分辨率和探测灵敏度。通常根据样品的条件和分析要求，选用合适的分析方法。没有一种分析方法是全面合适的，有时需要选用几种方法组合才能得到满意的效果。

免疫放射分析是放射免疫分析的一种衍生技术，1968年首先由Miles和Hales提出用于生血浆胰岛素测定。在反应体系中用标记过量抗体来替代标记抗原的一种较灵敏的技术。只是因为免疫放射分析需要消耗大量抗体以及抗体必须固相化等，PcAb未能满足这一要求而不能推广。

McAb有较高的特异性，杂交瘤技术提供了大量McAb，再由于近年来固相技术的日趋成熟，将McAb与固相载体吸附或偶联，另一方面，用125I进行McAb标记。测定某Ag时，加入固相抗体和标记抗体，形成AgAb*Ag的夹心复合物，测定其放射性活度，Ag的量与测得的放射性活度成正比。因此McAb的问世为免疫放射分析技术的发展提供了条件。

近年来，随着McAb的扩大应用，又有所谓免疫工程或双决定簇免疫放射分析的新发展，即用一种抗原决定簇的McAb制成固相抗体，另一种McAb用做标记物，那么固相MCAb-Ⅰ，被测抗原和125I标记McAb-Ⅱ三者形成所谓双位点或三位点免疫放射分析，其灵敏度和特异性会有进一步提高。例如hCG双位点免疫分析可在2h内准确测定具有生物活性的完整hCG含量，在快速妊娠试验和绒癌的早期诊断中具有重要意义。