当中子与物质相互作用后，入射中子不再作为自由粒子存在时，这种现象称为中子的吸收。可以吸收中子的过程有辐射俘获、核反应和核裂变。

（1）辐射俘获

中子入射到靶原子核上，被靶核俘获，形成一个新核（复合核），这个复合核比原来的靶核原子质量数增加 1，并且处于激发态，是不稳定的。它会通过放出 γ 光子而回到基态，这个过程叫做辐射俘获或中子俘获，如果原来的靶核是不具有放射性的稳定核，而经过中子俘获生成的复合核是具有放射性的不稳定核，那么这个过程称为中子活化，生成的放射性核素称为感生放射性核素，或者称为活化产物。中子活化常常被用来生产放射源，也可以用来对中子进行测量，或者用辐射测量技术来测量非放射性的微量元素。

（2）核反应

中子几乎可以与任何原子核发生核反应，不过发生反应的概率不同而已。中子与一些轻核发生核反应，中子被吸收并生成具有一定能量的带电粒子，可以利用这些反应来测量中子。

例如中子与硼或锂相互作用产生 α 粒子，或者与氦相互作用产生质子。

（3）核裂变

用中子轰击重的靶核可以使靶核分裂，这种反应称为核裂变反应。在核裂变反应中，靶核被分裂为两个或三、四个裂变碎片，并释放出 2 或 3 个中子。靶核被分裂为两个碎片的反应概率大，而分裂为多个碎片的反应概率较小。