入射粒子和靶核所組成的核體系的質心能量同該體系的一個準穩態的能量相等或很接近時，反應截面出現較大的值的現象。與其相應的能量稱為共振能，核反應的激發曲線一般在共振能的地方出現峰值，稱為共振峰。
共振是核反應中相當普遍的現象。對低能的入射粒子，特別是中子，核反應激發曲線中會出現分立的狹窄的共振峰，這是複合核共振。隨著入射粒子能量的增加，共振峰越來越密，而峰的寬度則逐漸增大，以致相鄰的共振峰相互重疊，激發曲線出現無規則的漲落。。這時如在給定能量區間（幾十到一二百千電子伏）對截面求平均，則平滑化的激發曲線上有時又會有比較寬的共振峰出現，其寬度介於復合核共振與巨多極共振之間，因此稱為中間結構，這是由於入射粒子與核形成的體系是達到復合核狀態前與經過的某一狀態（稱為門檻態）發生的共振引起的，這種狀態的壽命比復合核短得多，因而共振峰也較寬。在更高的激發能時，核體系就會出現巨共振，中高能核反應（見中高能核物理）中也會出現共振現象。