在散裂过程中产生并在慢化剂中热化的中子被引导到由材料科学家操作的中子仪器中。中子仪器被放置在仪器大厅里，每个仪器都有自己指定的区域，在那里可以插入样品，并最终在探测器中记录中子。光束脉冲和波长波段通过仪器控制计算机由斩波器控制，但有时需要通过接近样品的光学元件(如狭缝或准直器)进行其他类型的光束调谐。我们将在下面描述一些光学元件以及探测器。

准直器

中子探测器能探测到的两个参数是被探测中子的位置和它到达探测器的时间。在散射实验中，我们分析样品引起的中子方向的变化，知道中子撞击样品时的方向是非常重要的。为了能够做到这一点，我们需要知道中子在撞击样本之前，是在什么方向运动的。这里我们用的是所谓的准直仪。有不同种类的准直仪，最简单的是针孔准直仪。它只是两个相隔一段距离的盘子，每个盘子上都有一个洞。只有沿着特定方向运动的中子才能通过两个孔。如果一个中子以一个倾斜的角度穿过第一个洞，它就会击中第二个板，而不是这个洞。另一种类型的准直器是将许多吸收中子的材料板隔一小段距离放置，形成一个格栅。只有当中子足够直地在两个金属板之间飞行而不碰到它们的时候，它才会成功。 This is very important for the resolution of a neutron experiment since less collimation will give smearing of the peak position at the detector. However, collimation is also very costly in neutron intensity, so it's a trade-off between how sharp a scattering pattern we need, and how much intensity is needed to perform the experiment.

狭缝

大多数时候，最好是中子束只击中样品，或者有时击中样品的特定部分，为此我们使用狭缝。狭缝是可调节的开口，侧面由中子吸收材料制成。通常在试样前放一个狭缝。

分析器

由于我们不能直接检测中子波长，有时会使用中子分析仪(或称为单色仪，放在样品前)。它们通常是过滤掉特定中子波长的晶体。当分析仪晶体被放置在一个特定的角度，相对于入射的中子束，它将衍射中子与相应的特定波长，根据布喇格定律．

中子探测器

中子仪器的一个重要部分是探测器，因为它使我们能够检测和记录样品影响中子束的方式。没有探测器，我们就没有任何数据。制造中子探测器需要一些技巧，因为中子与几乎任何物质的相互作用都很弱。然而，有一些常规的利用，以使检测尽可能有效。其中一个技巧是利用物质中中子的电离效应:当一个中子穿过气体(比如3He)时，一个气体分子拦截中子，吸收它，然后被电离。这会释放一个电子，产生一个可测量的电信号。

中子探测器由几个独立的小元素组成，每一个元素都能在被中子撞击时探测到它。这些元素，被称为探测器像素，被精确地排列在一个网格中:这使得中子探测器可以测量中子和探测器之间的碰撞位置，以及到达探测器的时间。探测器的空间分辨率由像素的大小定义。

梁停止

在中子实验中，由于每秒有数十亿个中子撞击样品，所使用的束流可能非常强烈，但由于与样品的相互作用非常小，大部分束流将直接穿过样品并击中探测器。这可能会损坏探测器，因此在样品的正后方放置一块吸收中子的材料板，以阻止发射的直接光束，这样它就不会击中探测器。这当然不会在成像实验中使用，因为在这样的实验中，对直接光束的衰减感兴趣。