1896年，法国物理学家A.H.贝克勒尔（Antoine Henri Becquerel，1852～1908）发现了自然放射性，随后，测井工作者创造了自然伽马测井仪。1932年，英国实验物理学家J.查德威克（Sir James Chadwick，1891～1974）发现了中子，随着中子核物理的发展，诞生了一系列中子测井仪器。1935～1939年间，核物理学研究进展迅速，催生出了多种散射伽马测井仪和示踪伽马测井仪器。1945年，核磁共振现象被发现，4年后出现了第一个核磁测井专利，核磁测井在1990～1995年间得到了迅速发展，基本形成了以自然伽马能谱、散射伽马能谱、脉冲中子伽马能谱和核磁共振成像测井为代表的数字信息核测井系列。

核测井仪器对于测量条件具有良好的适应性，可以在含有各种井内流体的裸眼井、套管井中对不同类型的储层进行有效测量。但由于仪器技术较为复杂，测量成本较高，测量速度也较慢。同时，仪器带有的放射源会对身体健康造成伤害，操作员需佩戴专门的防护措施。核测井仪测井资料能划分地层、核对深度，提供岩性、孔隙度、渗透率、流体性质、饱和度及井的技术状况有关的近50种参数，广泛应用于油田勘探、开发的全过程。

核测井从原理上又分为伽马测井、中子测井和核磁测井三大类。伽马测井测量由核衰变产生并与地层相互作用的伽马射线，中子测井测量经地层慢化的中子或中子诱发的伽马射线，核磁共振测井测量核磁共振产生的射频信号。