即中子能譜學，是核反應能譜學的一部分。通過測量出射中子的能譜、截面、角分佈等，或反應產物的各種參量隨入射中子能量變化的規律，獲得有關核結構和核反應機制的資訊及有實際應用價值的核參量。具體研究內容包括以下幾個方面。
中子共振研究 中子被靶核AX吸收，形成複合核A++1X，當復合核的能量接近某一激發態的能量時，中子同靶核相互作用的幾率急劇增加，出現共振。靶核吸收中子生成的復合核處於高激發態，是不穩定的。它可以放出一個中子回到初始核的基態（彈性散射），也可能發射一個或接連發射幾個γ光子最終到達A+1X核的基態(輻射俘獲)。對一些重核還可能發生裂變反應。對某些輕核有可能發射 α粒子或質子，而且截面相當大。分析共振能區(En≲100keV) 的截面數據可以得到共振能級的能量、寬度(壽命)、自旋、宇稱等參量。當入射中子能量較高時，由於實驗上能量分辨率不夠高或者由於復合核能級互相重疊而測量不出單個的共振，這時可以研究共振能級的平均性質：平均能級間距、強度函數（見中子核反應）等。
中子能譜測量 測量裂變中子譜，反應堆中子能譜以及各種產生中子的反應〔例如 (α，n)、(p，n)、(n，2n)等〕的中子能譜，通過這些能譜的測量可以得到有實際應用價值的數據和獲得核結構和核反應機制的一些有關知識。
反應截面測量 包括共振區以上的快中子能區的各種中子引起的和帶電粒子引起的、產生中子的反應截面（包括微分截面）的測量。這類截面測量可以提供有實用價值的實驗數據，也為核理論研究提供數據。
角分佈測量 包括共振中子、快中子和帶電粒子引起的核反應的出射中子的角分佈研究。角分佈可以相對測量，也可以絕對測量。通過角分佈數據的理論分析可以獲得例如共振能級的自旋宇稱等參量。不少核的中子角分佈數據具有實用價值。
測量方法 在實驗中，常用的探測方法有以下幾種（見中子探測）。
①飛行時間法。通過中子飛行時間測量定出中子的能譜，是當前主要使用的中子能譜測量方法（見飛行時間技術）。
②反沖質子法。通過反沖質子的數目和能譜測量，定出中子的數目和能譜。其中常用的有含氫的各種氣體和固體探測器、帶含氫輻射體的望遠鏡系統以及核乳膠等。
③核反應探測法。通過用6Li玻璃、3He正比管等，測量6Li(n，α)T和3He(n，p)T反應的帶電粒子產物的脈沖幅度，獲得中子能量的信息。
④閾探測器法。一些核素的(n，2n)，(n，p)，(n，α)等反應的剩餘核具有放射性且其激發曲線具有不同的反應閾值。可以用多種具有不同反應閾值、反應類型的核素在中子場中進行照射後測量其剩餘核的活性，通過適當的數據處理獲得此中子場的中子能譜數據。所用的閾探測器種類越多，閾探測器的激發曲線數據越精確，獲得的能譜數據就越精確。
參考書目
J.B.Marion and J.L. Fowler， ed.， Fast Neutron Physics，Part1，2， Interscience， New York，1960，1963.