能谱方法是指测定放射性粒子的能量分布以研究原子和原子核的能级结构和核结构的方法。常用的仪器有α，β和γ谱仪，以及威尔逊云室、电离室和气泡室等。例如，测定α粒子能谱的方法有电离损失法。即α粒子通过物质时，使周围原子发生电离而损失能量，测量出α粒子所产生的全部离子对数目，计算出全部电离损失能量，即可得出α粒子的能量。第二种方法为射程法。即根据α粒子在物质中的射程来确定其能量的大小。第三种方法是磁谱仪法。即利用带电粒子在磁场中的偏转来确定其能量。α粒子在磁谱仪中的偏转轨迹是一条条分立的线。这说明它在从母核到子核的跃迁过程中辐射出的能量不同，亦即母核或子核处于不同的能级之上。用磁谱仪还可测定β粒子的能量。β粒子的能谱除用来确定原子核的能级结构之外，物理学家们对β能谱的连续曲线的解释还建立起了更为深刻的理论。例如，泡利提出了中微子的假说;1934年费米提出了β衰变的弱相互作用理论。γ射线是原子核跃迁过程中辐射出的电磁波。它的能谱的测定除用来确定原子核的能级结构之外，还可用于固体物理、生物化学等领域中确定介质内部电磁场的性质。广义的能谱方法包括光谱等方法。