Сукупність методів дослідження атомних ядер за їхнім випромінюванням, що супроводжує ядерні перетворення і переходи ядер з одного стану в інший. Вимірювання енергії, інтенсивності, кутового розподілу і поляризації випромінювань, що випускаються ядром або в процесі радіоактивного розпаду (α- і β-спектроскопії), або при переході ядра зі збудженого стану в менш збуджений (γ-спектроскопія), або в ядерних реакціях (прямих ядерних реакціях, реакціях кулонівського збудження ядра і резонансних реакціях), дає інформацію про спектр ядерних станів — енергії, спіни, парності, ізотопічні спіни та ін. квант. характеристики. Особливе місце посідає нейтронна спектроскопія.
Арсенал технічних засобів сучасної ядерної спектроскопії різноманітний. Він включає магнітні спектрометри для вимірювання енергій заряджених частинок, кристал-дифракційні спектрометри для вимірювання енергій γ-випромінювання, різні детектори частинок, що дозволяють реєструвати і вимірювати енергію частинок і γ-квантів за ефектами взаємодії швидких частинок з атомами речовини (збудження і іонізація атомів). Серед приладів цього типу велике значення набули твердотільні детектори (Сцинтиляційний лічильник, Напівпровідниковий детектор), що поєднують добру енергетичну роздільну здатність (~1—10%) з високою «світлосилою» (часткою ефективно використовуваного випромінювання), що досягає в деяких приладах величин, близьких до 1.
Завдяки появі НП детекторів і розвитку прискорювальної техніки (Прискорювачі заряджених частинок), а також застосуванню ЕОМ (для накопичення і обробки експериментальних даних і для керування експериментом) виникли автоматизовані вимірювальні комплекси, що дозволяють отримати великі обсяги систематизованої прецизійної інформації про властивості ядер. Методи ядерної спектроскопії застосовуються практично в усіх ядерних дослідженнях і за межами фізики — у біології, хімії, медицині, техніці; наприклад, активаційний аналіз ґрунтується на даних про схеми розпаду радіоактивних ядер; ефект Мессбауера, спочатку використовуваний у ядерній спектроскопії як метод вимірювання часів життя збуджених станів ядер, застосовується для дослідження електронної структури твердого тіла, будови молекул та ін. Дані ядерної спектроскопії необхідні також при хімічних, біологічних та ін. дослідженнях методами ізотопних індикаторів.
Арсенал технічних засобів сучасної ядерної спектроскопії різноманітний. Він включає магнітні спектрометри для вимірювання енергій заряджених частинок, кристал-дифракційні спектрометри для вимірювання енергій γ-випромінювання, різні детектори частинок, що дозволяють реєструвати і вимірювати енергію частинок і γ-квантів за ефектами взаємодії швидких частинок з атомами речовини (збудження і іонізація атомів). Серед приладів цього типу велике значення набули твердотільні детектори (Сцинтиляційний лічильник, Напівпровідниковий детектор), що поєднують добру енергетичну роздільну здатність (~1—10%) з високою «світлосилою» (часткою ефективно використовуваного випромінювання), що досягає в деяких приладах величин, близьких до 1.
Завдяки появі НП детекторів і розвитку прискорювальної техніки (Прискорювачі заряджених частинок), а також застосуванню ЕОМ (для накопичення і обробки експериментальних даних і для керування експериментом) виникли автоматизовані вимірювальні комплекси, що дозволяють отримати великі обсяги систематизованої прецизійної інформації про властивості ядер. Методи ядерної спектроскопії застосовуються практично в усіх ядерних дослідженнях і за межами фізики — у біології, хімії, медицині, техніці; наприклад, активаційний аналіз ґрунтується на даних про схеми розпаду радіоактивних ядер; ефект Мессбауера, спочатку використовуваний у ядерній спектроскопії як метод вимірювання часів життя збуджених станів ядер, застосовується для дослідження електронної структури твердого тіла, будови молекул та ін. Дані ядерної спектроскопії необхідні також при хімічних, біологічних та ін. дослідженнях методами ізотопних індикаторів.