熱性中子是指動能約為0.025電子伏特(速度約2.2千米/秒)的自由中子。這個速度也是對應於290K(17℃)時麥克斯韋-玻爾茲曼分布下的最可能速度。中子可根據其速度而被分類。高能(高速)中子具電離能力，能深入穿透物質。中子是唯一一種能使其他物質具有放射性之電離輻射的物質。此過程被稱為"中子激發"。"中子激發"被醫療界，學術界及工業廣泛套用於生產放射性物質。
自由中子和原子核的碰撞是彈性碰撞，其遵循巨觀下兩小球彈性碰撞時的動量法則。當被碰撞的原子核很重時，原子核只會有很小的速度;但是，若是碰撞的對象是和中子質量差不多質子，則質子和中子會以幾乎相同的速度飛出。這類的碰撞將會因為製造出的離子而被偵測到。
