当稳定性核素受到中子、带电粒子或高能光子的轰击后，可转变成放射性的核素。测量产物所放出之射线，可定量地测出原样品中某一种或几种元素的含量。利用这种原理检测样品中的痕量元素或微量样品中的化学组成的技术称为活化分析法。

可用于活化分析法的辐射源可以是慢中子、快中子、质子、氘子、氚子、α粒子、高能的X射线或γ射线等，其中应用最多的是中子，特别是慢中子。活化分析法通常使用的是（n，γ）反应，即产物核素是受照射核素的放射性同位素，例如127I（n，γ）[128]，23Na（n，γ）24Na等。多数Z值大于10的元素当用中子活化时都呈现较大的截面，但组成生物组织的四种主要元素，即H、C、N和O，其Z值都小于10，故不再用中子活化分析法分析。

活化分析法主要用于分析生物样品中的痕量元素，例如Zn、Cu、Mn、Mo、Co、Cd、Cr、F、Ni、Rb、Si和V等。这些元素的含量可能低于普通分析方法的最小检测量，而用活化分析法则有可能准确测出其含量。

活化分析法已逐渐在一些大型医院的血、尿、组织样品的常规检验中发挥作用，例如对人的头发中所含的As、Zn、Cl、Hg、Pb等痕量或超痕量元素的分析，可作为监测污染源或食物，药品中某些元素摄入量的依据。利用活化分析检测As含量时，仅需1～2毫米长的一小段头发样品，利用75As（n，γ）76As反应，产物的半衰期为26小时，可很容易地被定量测定。活化分析法在农业上可用于研究农药在农作物上的代谢和分解，及其在农畜产品中之残留，研究微量元素在植物体内的生理过程，以及土壤中必需微量元素如Li、B、Mo、Co和Cu等的含量。在工业上可用于食品工业中对有毒元素的检验和鉴定等。在环境科学上用于研究大气、水、土、生物体的污染源，以及痕量元素与某些地方病的关系等。

活化分析法的灵敏度取决于活化类型、活化元素的感应活度及探测仪器的效率。感应活度又受轰击粒子的通量、靶元素的活化截面、辐照时间以及样品中靶原子的数目等影响。一般情况下慢中子的活化分析可达10^-6～10^-11克，快中子活化分析可达10^-3～10^-6克。