中子照相装置如图1所示。中子源提供中子，反应堆中子源是中子照相最合适的中子源，也能应用其他中子源。按照中子能量从低到高可分为冷中子照相、热中子照相与快中子照相，随着能量增加穿透能力逐步增强而检测对比度与分辨率逐步降低。以反应堆中子源为例，堆芯直接产生的是平均能量约为2MeV的裂变谱快中子，通过适当措施可以转换为热中子与冷中子束。准直器使源发射的中子形成平行的或小角度发散的中子束，以提高照片的分辨率。常用的像探测器主要是X 射线照相胶片与CCD等数字探测器。因直接探测中子的效率太低，需使用转换屏，中子同转换屏相互作用，放出α、β或γ辐射，使照相胶片容易记录，也可以添加荧光物质将带电粒子转换为可见光采用CCD等数字探测器加以记录。。在1948年，Kallmann发表了一篇关于中子照相的论文，他的技术沿用至今。