غیر فعال:
در این روش پرتوزایی طبیعی ناشی از وجود اورانیم، توریم و پتاسیم-۴۰ که در اکثر کانی‌ها و خاک‌ها وجود دارند، اندازه‌گیری می‌شود.

فعال:
در این روش از یک چشمه پرتوزا که ساطع کننده نوترون و یا گاما است، استفاده می‌شود که از آن به عنوان محرک و یا عامل ارتباط با یک محیط مورد نظر استفاده می‌شود.
در سیستم‌های نوع فعال معمولاً سه روش نوترون-نوترون، گاما-گاما و نوترون-گاما استفاده می‌شود.
این سیستم سنجش یا اندازه‌گیری هسته‌ای، یک وسیله بسیار ویژه به شمار می‌رود، چرا که توانایی نفوذ ذرات یا فوتون‌ها، تشخیص آنها را از درون قالب و مواد حلقه‌ای اطراف چاه حفاری میسر می‌سازد. تکنیک‌ها یا روش‌های چاه پیمایی هسته‌ای مبنی بر گاما-گاما اسپکتروسپکی یا انواع مختلف سیستم‌های نوترونی است. رادیواکتیویته اندازه گیری شده، از تبدیل ذرات یا فوتون‌ها به علائم الکترونیکی ممکن می‌گردد. این علائم بر حسب ماهیت و انرژی ذرات، شمارش و دسته بندی می‌گردند. تشخیص و اندازه گیری پرتو بر مبنای یونیزاسیون مستقیم و غیر مستقیم مسیر عبور پرتو از فضا و محیط حساس صورت می‌گیرد.در حال حاضر سه نوع آشکارساز یا محیط حساس در چاه پیمایی هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند: کریستال‌های سنتیلاسیون، لوله‌های گایگر مولر و شمارنده‌های گاما.
آشکارسازهای سنتیلاسیون یا چشمک زن، کریستال‌هایی هستند که هنگام عبور پرتو، تولید جرقه یا چشمک می‌کنند.
بدیهی است این چشمک زدن‌ها به صورت یک اسپکتر جهت منظورهای زیادی می‌تواند تعبیر و تفسیر شود. تعداد علائم آشکار شده در میدان پرتوهای موجود تقریباً با حجم کریستال  متناسب است. بنابراین حساسیت دتکتور یا آشکارساز با تغییر اندازه کریستال تغییر می‌کند.
گرچه از کریستال‌های سنتیلاسیون استفاده گسترده‌ای در دتکتورهای چاه پیمایی هسته‌ای به عمل می‌آید، ولی کریستال‌های یدور سدیم هم برای گاما و کریستال‌های یدور لیتیم و گاز هلیم برای خیلی از سنجشگرهای نوترونی استفاده می‌شوند.
پارامترهای دیگری هم می‌توانند در اندازه‌گیری در روش‌های چاه پیمایی هسته‌ای حائز اهمیت باشند. مانند چگالی، رطوبت، تخلخل، تعیین منابع گاز، خاکستر موجود در زغال سنگ، شناسایی منابع نفتی و شناسایی عناصر موجود در منابع معدنی.