发射、散射和吸收光子是物质的普遍特性，我们举目所见的物质世界都与光子的作用过程相联系。我们的眼睛能看到太阳和萤火虫，是因为它们能发射光子，或者说能发光；我们能看到红花、绿草，是因为这些物体能分别反射太阳光中红色和绿色的光；而我们在天空中看到的彩虹，是太阳光经过悬浮于空中的小水珠的折射而分解成的七色光。
光子是一种电磁波，每个光子的能量与它的频率成正比，或者说与它的波长成反比。人的眼睛能够感觉到的光子，称为可见光，平均波长约为550纳米，即十亿分之一米，其中波长长的是红光，而波长短的是紫光。在可见光的范围内，我们的眼睛是一套精巧的摄像机，能根据物体发射、反射、折射或透射光的强度、方向和颜色（即波长）把它们区分开，从而看到一个五彩缤纷的物质世界。但令人遗憾的是，波长在这个范围以外的光，如紫外线和红外线，我们却什么都看不见。γ射线是γ光子流，是波长比可见光短得多的电磁波，是一种人的眼睛看不见的光，要借用γ射线探测器才能“看见”它们。
γ光子是原子核从较高的能级跃迁到较低的能级时释放出来的，而X射线却是核外电子能级跃迁时释放出来的，通常γ光子比X射线的光子能量高，即波长短。做胸部透视时，X射线能透过肌肉而不能穿透骨骼。而半米厚的岩石仍阻不断γ光，γ射线能携带着丰富的信息从地层中穿出来。
原子核释放的γ光子能量组成不同，或者说具有不同的能谱。测量γ射线的强度和能谱，我们就能了解地层的放射性、密度、岩性、孔隙度和与地层压力有关的参数。