A vizsgálandó mintát nukleáris részecskékkel (legtöbbször neutronokkal vagy protonokkal, fotonokkal stb.) sugározzuk be, amelyek az anyag atommagjainak egy részét átalakítják, aktiválják. A minta atommagjai és az aktiváló részecske közötti kölcsönhatások (magreakciók) eredményeként rendszerint gerjesztett állapotban lévő, összetett atommagok keletkeznek. A gerjesztett atommagok szinte azonnal (jellemzően 10−14 s idővel) megszabadulnak a gerjesztési energiától, és prompt (azonnali) γ-sugárzást bocsátanak ki és átalakulnak. A prompt γ-sugárzás energiája jellemző a köztes atommag szerkezetére; mérése térben és időben megegyezik az aktiválással. A magátalakulás azonban legtöbbször radioaktív atommagokat eredményez. Ezek jellemző felezési idővel ismét átalakulnak, miközben vagy aminek eredményeként különböző típusú és energiájú magsugárzást bocsátanak ki. Közülük a γ-sugárzás a legalkalmasabb mérési célokra, amelyet késleltetett (vagy bomlási) γ-sugárzásnak nevezünk. Ilyen esetekben a mérésre általában a besugárzástól távolabbi helyen (mérőlaborban) és későbbi, optimális időben kerül sor. Az emittált γ-sugárzás szerint az aktivációs analízist két, eltérő műszaki felszereltséget igénylő szakterületre: klasszikus (radioaktivációs) és prompt-γ aktivációs analízisre oszthatjuk. Mindkét esetben a magsugárzás különböző komponenseinek szelektív mérésével kvantitatív és kvalitatív analitikai információkat szerezhetünk a keletkezett gerjesztett vagy leánymagokról. Ennek birtokában és a lejátszódott magreakcióra vonatkozó ismeretek segítségével a besugárzott elemek stabil izotópjainak jelenléte és mennyisége is meghatározható, majd a stabil izotópokon keresztül az elemi összetétel is megadható. Az azonosítással a 10.7.5. fejezetben, míg a mennyiségi meghatározás módszereivel a 10.4. és 10.5. fejezetekben foglalkozunk. Az aktivációs analízis módszere elvben két, fő lépésre osztható: aktiválásra és a magsugárzás kibocsátására (mérésre), amelyeket a 10.2. ábrán szemléltetünk.