Neutronsko zračenje je oblik ionizirajućeg zračenja koji se najčešće nalazi u nuklearnim reaktorima i nuklearnim bombama. Sastoji se od neutrona, neutralnih subatomskih čestica koje zajedno s protonima čine jezgru atoma. Neutroni se nalaze u svim elementarnim jezgrama osim u vodiku. Neutronsko zračenje predstavlja zdravstveni rizik i smatra se četvrtim glavnim tipom zračenja nakon alfa čestica, beta čestica i gama zraka.
Neutronsko zračenje, kao i sam neutron, otkriveni su početkom 1930-ih kroz eksperimente Jamesa Chadwicka, Waltera Bothea, Herberta Beckera i drugih. Zračenje je oslobođeno bombardiranjem metalnog berilija alfa česticama. Chadwickov pažljiv rad na dokazivanju postojanja neutrona donio mu je 1935. Nobelovu nagradu za fiziku.
Najpoznatija uloga neutronskog zračenja u svjetskoj povijesti dolazi iz 1942. godine, kada je prvi nuklearni reaktor na svijetu, Chicago Pile-1, izgrađen ispod stadiona Sveučilišta u Chicagu. Znanstvenici su teoretizirali da će se energija osloboditi bombardiranjem nestabilnih jezgri urana neutronima. Nadalje, razbijanjem (cijepljenjem) ovih jezgri urana, mogla bi se pokrenuti samoodrživa lančana reakcija. Konačni oblik ovoga je nuklearna bomba, gdje iznimno brz slijed nuklearnih reakcija uzrokuje oslobađanje znatne količine nuklearne energije u jezgri obogaćenog urana, dovoljne da raznese cijele gradove. Prije ranih 1940-ih, malo je znanstvenika, a da ne spominjemo širu javnost, moglo zamisliti tako snažan eksploziv ili izvor energije.
Neutronsko zračenje ima tendenciju da ga apsorbiraju jezgre svog ciljanog materijala, čineći ga radioaktivnim. Većina radioaktivnog materijala proizvedenog tijekom eksplozije nuklearne bombe nastaje na ovaj način. Kada su ljudi izloženi previše neutronskog zračenja, ono može pretvoriti tijelo u radioaktivno, brzo ubivši nesretnu osobu. Ovo je princip iza neutronske bombe, oružja dizajniranog za oslobađanje ogromnih količina neutronskog zračenja uz relativno malo topline ili svjetlosti. Neutronska bomba je nuklearni eksploziv koji ubija ljude i životinje, ali ostavlja netaknute strukture.