放射性勘探仪器种类很多。按放射性来源的不同，放射性勘探仪器可分为天然放射性测量仪器和人工放射性测量仪器两大类。前一类放射性测量仪器是以地质体中天然放射性元素（或核素）自发放出的伽马射线、阿尔法射线和贝塔射线为测量对象；后一类放射性测量仪器是采用放射性同位素源或射线发生器激发或活化元素的原子或原子核，使之产生特征X射线或伽马射线，通过测量特征X射线或伽马射线来确定元素的种类与含量。

按测量对象不同，可分为三种类型：测量伽马射线的伽马射线测量仪，测量氡浓度的氡及其子体测量仪，以及测量贝塔射线和伽马射线的贝塔-伽马射线测量仪。其中，贝塔-伽马射线测量仪主要用于对铀-镭不平衡矿石及其样品的铀含量测定。

伽马射线测量仪是放射性勘探工作中应用最广泛的放射性测量仪器。天然伽马射线主要来源于自然界中铀系列、钍系列、锕铀系列的放射性核素和钾-40核素，这些放射性核素放出的天然伽马射线能量界于0～3兆电子伏范围。按测量伽马射线能量范围不同，伽马射线测量仪可分为伽马辐射仪和伽马能谱仪两大类。根据应用领域不同，还可分为地面、钻井、海洋、航空和星际放射性测量仪器，如地面伽马辐射仪、航空伽马能谱仪、伽马测井仪等。

伽马辐射仪用于测量一定能量阈值以上的伽马射线总强度，读出参量可以是每秒计数、照射量率（每秒每千克库仑）、吸收剂量率（每小时纳戈瑞）。在地面测量的携带式伽马辐射仪的能量阈值一般确定为50千电子伏，在空中和井中测量伽马射线总强度的能量阈值一般选择100千电子伏。伽马能谱仪用于测量不同能量的伽马射线强度，在放射性测量标准模型上进行特征能量伽马射线强度与放射性元素含量之间的校准后，读出参量为被测地质目标物中放射性元素含量的质量分数（单位为%，10^-6或微克/克）。伽马能谱仪不仅可实现多种放射性元素（或核素）的定性与定量测定，而且可实现一定能量阈值以上的伽马射线总强度测定。

氡及其子体测量仪用于测定土壤、水体和空气中氡浓度的仪器，读出参量可以是每秒计数、氡比活度（每升贝可或每立方米贝可）。见氡及其子体测量仪。

按激发和活化方式的不同，可分能量色散X射线荧光测量仪和中子活化元素测量仪。能量色散X射线荧光测量仪是采用X（伽马）源或低功率X射线发生器激发元素的原子，使之产生特征X射线，通过特征X射线能量和强度的测量，确定元素的种类与含量。根据应用领域不同，还可分为地面、钻井、海洋和星际X荧光测量仪，如用于地表物质元素分析的轻便型X射线荧光测量仪，用于矿物元素分析的微区X荧光矿物探针，用于钻孔井壁矿层品位测定的能量色散X射线荧光测井仪，用于海底沉积物元素分析的海底X荧光分析仪，用于月球和火星表面物质元素分析的星际X荧光仪等。能量色散X荧光仪分析元素的范围可以从原子序数11（Na）至92（U），可分析元素含量从百万分之几至百分之几十，分析速度为10秒或数十秒，测量对象可以是岩矿石原生露头、块状矿石、土壤、运动的矿浆、不同粒度的粉末样品、金属铸件和塑料制品等。中子活化元素测量仪是采用中子源或中子发生器活化元素的原子核，使之产生瞬发伽马射线，通过伽马射线能量和强度的测量，确定元素的种类与含量，主要应用于石油、天然气勘探与开采过程中的地球化学测井。