原理
一種利用中子射線探測鑽井周圍地層結構及礦藏含量的地球物理方法。將中子源放入鑽井內，中子源放出的中子與井壁周圍的物質發生不同程度的作用，當快中子與氫核相碰撞時，由於兩者質量相近，快中子的大部分動能傳遞給氫核而變成了慢中子，後者易被各種物質的原子核俘獲，釋放出強度較大的γ射線。
若快中子與其他物質的原子核相碰撞，損失的動能較少，能到達地層深處，經多次碰撞才會變成慢中子。這時它將被其他物質的原子核俘獲而釋放出γ射線，因這γ射線要穿過較深的地層，衰減較大，到達地面時的強度較小。從探測儀上測到的γ射線強度的變化就可推斷鑽井周圍地層的含氫量，由此劃出石油層或水層的分布。
對於金屬礦主要是通過中子活化作用，即放入鑽井內的中子源放出的中子與井壁周圍的物質作用，生成各種 放射性同位素，通過測量生成的放射性同位素在衰變過程中放出的γ射線的能譜和半衰期而確定鑽井內所含元素的種類，再從γ射線強度確定該元素的含量。
套用
中子測井技術廣泛套用於勘探石油、煤及金屬礦藏，它與其他探測方法相 配合，已取得了明顯的效果。氫核與中子的質量幾乎相等，是最強的減速物質。因此，中子測井的結果將反映地層的含氫量。
在油層或水層中，儲集空間中被含氫核的油或水充填，這樣儲集體中含氫量的多少反映岩石孔隙度的大小。因此，中子測井是一種孔隙度測井方法。油層和氣層對中子的減速能力的差異非常明顯，因此中子測井也是一種指示油氣層的測井方法。
氯是地層中重要的中子吸收物質，氯是大多數地層水的主要離子成分，可見中子測井對於劃分油水層也有重要作用。中子與地層中的原子核發生非彈性散射，使原子核處於激發態，在退激時發出伽馬射線。測量地層發射的伽馬射線的能譜，就可以分析地層中元素的成分。
探測器
（a）超熱中子探測器：測量經地層減速後的超熱中子（En=1~0.1ev），相應的儀器稱為超熱中子測井儀器。
（b）熱中子探測器：測量經地層減速後的熱中子（En=0.1~0.001ev），相應的儀器稱為熱中子測井儀器。
（c）伽馬探測器：測量中子射入地層後產生的伽馬射線強度或能譜，相應的儀器稱為中子——伽馬測井儀器或中子伽馬能譜測井儀器。
中子測井