Jądra promieniotwórcze emitują zazwyczaj fotony gamma o energiach z zakresu od kilku keV do ok. 10 MeV, odpowiadających typowym poziomom energetycznym w jądrach atomowych z odpowiednio długim czasem życia. Takie źródła zazwyczaj mają widma liniowe promieniowania gamma, natomiast dużo większe energie kwantów (powyżej 1 TeV) mogą występować w widmach obserwowanych w astrofizyce i fizyce cząstek elementarnych. Kryterium rozróżniającym promieniowanie rentgenowskie i gamma nie jest ich energia lecz pochodzenie: promieniowanie rentgenowskie jest wysyłane przez wzbudzone atomy lub hamowane elektrony, zaś promieniowanie gamma jest emitowane przez wzbudzone jądra atomowe lub podczas reakcji jądrowych czy anihilacji.
Większość źródeł promieniotwórczych emituje promieniowanie gamma o różnych energiach i intensywnościach. Kiedy kwanty tego promieniowania zostają zaabsorbowane w detektorze i zanalizowane przez układ detekcyjny rejestrowane jest widmo tego promieniowania. Szczegółowa jego analiza jest używana do identyfikacji jakościowej i ilościowej gamma emiterów (nuklidów promieniotwórczych emitujących promieniowanie gamma) obecnych w źródle.