核分析技术是在实验核物理和核化学基础上发展起来的一门新型学科。其特点是利用粒子与物质的相互作用、辐射效应、核谱学和核效应等基本原理和实验方法。

研究物质的原子和分子组成、表面状态和内部结构，它具有灵敏度高、准确度好、高分辨率、多元素测定能力、微区和微量分析、动态实时分析以及非破坏性(non-destructive)等许多非核方法不具备的优点，因而具有重要的科学价值和应用前景。核分析技术对许多学科的发展起过重要的推动作用。核分析技术的研究和应用，促进了基础研究，同时对促进边缘学科的发展起着重要的作用，如今，核分析技术已经在物理、化学和生物等基础学科领域中发挥了巨大作用，并渗透到国民经济的许多方面。

核分析技术通常分为三类：活化分析技术、离子束分析技术、超精细相互作用分析技术。

活化分析(activation analysis)的基础是核反应。用中子、光子或其他带电粒子（如质子等）照射试样，使被测元素转变为放射性同位素。根据所生成同位素的半衰期以及发出的射线的性质、能量等，以确定该元素是否存在。测量所生成的放射性同位素的放射性强度或在生成放射性同位素反应过程中发出的射线，可以计算试样中该元素的含量。按照辐照粒子不同，活化分析可以分为：中子活化分析(neutron activation analysis，NAA)、带电粒子活化分析(charged particle activation analysis，CPAA)、光子活化分析(photon activation analysis，PAA)3类。其中以中子活化分析应用最广。近年来更是发展了分子活化分析和体内活化分析技术。

离子束分析(ion beam analysis，IBA)是以带电粒子束作为工具，它与物质相互作用，靶材和离子束状态都发生变化，产生各种次级效应，通过分析和测定这些次级效应来来判断物质中元素组成及结构的一种分析技术。

具体来说：利用具有一定能量的离子（如：质子、α离子及其它重离子）束去轰击样品，使样品中的元素发生电离、激发、发射和核反应以及自身的散射等过程，通过测量这些过程中所产生的射线的能量和强度来确定样品中元素的种类和含量的一门学科。

优点：灵敏度高、分析时间短、不破坏样品、分析范围广和取样量少等优点，因此特别适用于痕量元素的分析。

缺点：设备复杂、成本较高。

离子束分析技术始于1968年，是一种重要的表面分析方法，主要有核反应分析(nuclear reaction analysis，NRA)、卢瑟福反散射(Rutherford backscattering spectrometry，RBS)、质子诱发X荧光发射(proton induced X-ray emission，PIXE)、加速器质谱分析(accelerator mass spectrometry，AMS)和沟道效应分析(channeling technology，CT)等方法，在凝聚态物理和材料科学中有广泛应用。微束分析方法的建立，进一步将应用领域扩展到生命、环境、地学、考古等学科。

超精细相互作用分析(Hyper fine effect analysis)是基于各种核效应(nuclear effects)的核分析方法的总称，包括穆斯堡尔效应(Mössbauer effect)、扰动角关联效应(perturbed angular correlation technique)、核磁共振效应(nuclear magnetic resonance，NMR)、正电子湮灭效应(positron-annihilation technique，PAT)、中子散射(neutron scattering)和中子衍射(neutron diffraction)等。这类方法既能提供原子核及其近邻原子的信息，又能提供宏观平均信息,所应用的学科领域也更为宽泛。