中子無損檢測是在不破壞被檢物結構與形態條件下利用中子射線與物質作用獲悉物質內微觀與宏觀結構與材料信息的檢測方法，對材料或者制件行微觀宏觀缺陷、幾何性、化學成分、組織結構和力學性能及變化行評定。主要包括中子照相、中子散射與衍射、中子活化分析以及中子深度分析等。
中子照相
中子照相(neutron radiography)是利用中子與物質作用截面的差異，記錄穿過物質的中子束的空間分布，獲取物質內宏觀結構(平面投影、二維層析、三維立體結構)的射線無損檢測。檢測空間分辨率從幾十微米到幾百微米不等(根據中子能量不同有差異)，按所利用的中子能量從低到可分為冷中子照相術、熱中子照相術和快中子照相術，隨著中子能量的增加穿透能力隨著提升，但是反差靈敏度與檢測分辨率也會隨之降低。
中子活化分析
中子活化法(neutron activation method)簡稱活化法，利用中子照射某些元素，產生核反應，使這些元素轉變為放射性核素的過程，稱為活化。研究活化產生的核素的放射性點，如半衰期、射線的種類和能量等，來確定試樣中某些元素含量的方法。活化時，可以用快中子或慢中子照射，所以又分為快中子活化法和慢中子活化法。作為活化法的中子源有:鐳鈹源、鎳鈹源、中子發生器及核反應堆等，用核反應堆產生的強大中子及多道能譜儀，可以分析樣品中某些其微量的元素。小型中子管配合能譜儀，可以在井中測量某些元素的含量。采用核反應堆照射的中子活化法的分析靈敏度，對于周期表中大分元素的分析靈敏度都在約10/克之間，少數元素可以更些。
中子深度分析
中子深度分析(Neutron depth profiling，簡稱NDP)是獲取某些輕元素(如He, B, Li, Be, Na等)在材料近表面沿深度分布信息的無損檢測，其深度分布的檢測分辨率可達到微米甚至幾十納米，在光學、聚合物、合金別是微電子材料近表面些輕元素的無損檢測分析發揮了重要的作用。
