中子照相與X射線成像原理相同，不同的是中子與原子核相互作用，而不是與電子相互作用。然而，與X射線相反，中子還會被一些諸如氫、碳、硼和鋰等輕物質(zhì)衰減，并穿透許多諸如鈦和鉛等重物質(zhì)。這個(gè)特性使得中子成像在二維和三維可視化方面優(yōu)于X射線成像。

直到20世紀(jì)90年代，中子成相的主要探測系統(tǒng)都是以膠片為基礎(chǔ)的，簡稱為中子射線照相術(shù)。探測系統(tǒng)使用X射線膠片和徑跡蝕刻箔轉(zhuǎn)換器。此后，探測方法有了巨大的改進(jìn)：引進(jìn)了數(shù)字處理系統(tǒng)，并建立了先進(jìn)中子成像束流線。

由于這些創(chuàng)新，也由于與較常見的X射線方法相比不同的衰減對比，已經(jīng)確立了新的和具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用領(lǐng)域：

• 燃料電池電化學(xué)分析中氫的測定
• 電池或發(fā)動機(jī)的動態(tài)效率和性能研究
• 應(yīng)用于汽車、航空和建筑工業(yè)中各種目標(biāo)的質(zhì)量控制
• 對文化遺產(chǎn)物體和生物樣本進(jìn)行非侵入性研究
• 在地質(zhì)學(xué)和土壤物理學(xué)方面的應(yīng)用
• 核燃料及其包殼的無損檢測
• 調(diào)查材料研究的若干方面