Grunden för neutronfysiken är kunskapen om den fria neutronen och dess växelverkan med enskilda atomer, atomgrupper och med material i stort. I neutronfysiken innefattas framställningen av neutroner (jämför neutronkälla och neutrongenerator). En viktig del är mätning av neutronernas fördelning i tid, rum och energi med hjälp av neutrondetektorer och neutronspektrometrar