電離
帶電粒子主要通過電離作用把能量轉移給周圍介質。中子、γ射線與物質作用產生高能帶電粒子，再進行電離。α粒子和低能β粒子的射程短,比電離值高，在較短的射程內可產生大量的離子對，形成高密度的離子云，可用於放射性靜電消除器、離子感煙探測器、電子捕獲鑑定器和真空電子管中所用的電離源等。γ射線有很強的穿透力，能在較大體積內產生電離作用，其應用有輻射消毒、滅菌，食品輻照保藏，輻射育種，放射治療和輻射加工等。
吸收
射線通過物體時被吸收。β和γ射線束通過吸收體後被減弱的程度可用下式表示： 式中I0、I分別為射線束通過吸收體前後的強度值, ρ和d為吸收體的密度和厚度值,μm為吸收體對該射線束的質量吸收係數。測得射線束強度變化，即可由上式確定吸收體的厚度或密度。其應用有透射式同位素密度計、厚度計和料位計等。射線可使感光膠片感光，根據透過吸收體的射線使感光膠片的感光情況顯示，可以進行射線照相探傷。
散射
β射線、γ射線與物質相互作用會產生散射，其散射角甚至可大於90°，散射的程度與散射體的厚度、密度及原子序數有關。根據這一效應建立的反散射測量儀，可用於測定材料的厚度和密度，特別適用於塗層厚度的測量。快中子與輕元素碰撞，能量迅速降低，待分析材料中如含氫豐富，中子慢化程度就高。根據此原理建立了中子測水分和中子測井(石油)技術。
