시료에 중성자, 고에너지 하전입자 등을 충돌시켜, 시료 중의 어떤 핵종에 원자핵반응을 일으키고, 시료를 방사성인 것으로 만들어 생성핵종에서의 방사선 종류, 에너지, 반감기 및 방사선 강도로부터 원래의 원소를 분석하는 분석방법이다. 감도가 높고 원소의 화학형에 관계가 없으며, 일반적으로 신속하고 조작이 간편하다. 화학분리조작을 하지 않고 비파괴로 γ선 스펙트로메트리에 의해 정성, 정량분석을 하는 것이 많다. 열중성 자속밀도는 1013 n/cm2 s인 원자로에서 1시간 조사할 때의 분석감도는 디스프로슘(Dy), 유러퓸(Eu)에서 10～7 μg 망간(Mn), 인듐(In)에서 10～6 μg, 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 금(Au)에서 10～5 μg 아르곤(Ar), 구리(Cu), 비소(As), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 요오드(I), 나트륨(Na)에서 10～4 μg의 순서이다. 가속기의 양자, 주양자, 입자, 중이온입자 등으로 시료를 충격하는 방법, 14 MeV의 중성자 발생장치로부터의 중성자를 이용하는 법, 혹은 252 Cf로 부터의 중성자를 이용하는 방사화 분석법도 행해진다.