中子本身不带电，在通过物质时主要是与原子核发生作用，产生次级电离粒子而使物质电离。中子可按其能量分类，其中的一种分类如下：

弹性散射是中子与原子核作用，将一部分能量传递给核，引起核的运动（称为反冲），中子则失去部分动能且偏离原方向。其特点是中子与轻核碰撞能量损失大，与重核碰撞能量损失小，因此常用轻物质（含H）吸收中子。另外，反冲核动能和入射中子能量成正比。

入射中子与穿入原子核复合核，复合核放出中子后如处在激发态，则会立即会放出γ射线而回到基态。入射中子的能量必须大于原子核的最低激发能，非弹性散射才可能发生。

慢中子或热中子与物质作用时，很容易被原子核俘获而产生核反应。核反应的产物可能是稳定核素，也可能是放射性核素，同时还释放出γ光子和其他粒子。某些稳定核素，在慢中子作用下，生成的放射性核素称为感生放射性核素。