中子射线成像（NR，后续简称为中子成像）是一种有效的非破坏性成像系统，它利用能中子探测各种材料的内部结构。

与X 射线成像不同，中子只与原子核相互作用。这种相互作用的差异意味着热中子的衰减模式与X射线不同，因为X射线的衰减完全取决于材料密度，密度更高的材料能够阻挡更多穿过的X射线。而对于中子而言，样品对其的衰减能力与密度无关。

硼等轻质材料会吸收中子，因此硼被用于核反应堆控制棒。氢通常会散射中子，而许多常见金属则允许中子穿过其结构。由于中子与材料的相互作用方式不同，中子成像可以被视为X射线成像的补充。

由于不同材料的衰减特性各异，穿过样品的中子束可以被解读为携带样品成分和结构信息的信号。简单来说，用X射线照射铸铁件可以看到不透射线的形状，但中子成像却能清晰地展现铁材料内部的气泡或微裂纹等细节。

尽管迄今为止中子成像和X射线成像一直作为独立技术使用，但在某些情况下，它们已被以混合方式结合起来，用于一种新型的双模对比成像技术。中子断层扫描和X射线图像经过处理和组合，可以提供新的视角。