Liczniki scyntylacyjne są ważnymi narzędziami do wykrywania i pomiaru radioaktywności. Działają poprzez eksponowanie materiałów radioaktywnych na atomy wewnątrz detektora, które tymczasowo pochłaniają promieniowaną energię. Te wzbudzone atomy powracają do swojego nieciągłego stanu i emitują fotony, które są wykrywane przez licznik scyntylacyjny.
Atomy w rozpadzie substancji radioaktywnych przekształcają się w atomy innego pierwiastka i emitują materię i energię.
W liczniku scyntylacyjnym radioaktywny materiał rozpuszcza się w rozpuszczalniku zawierającym atomy z materiału znanego z absorpcji tego promieniowania, zwanego scyntylatorem. Kiedy atomy pochłaniają to promieniowanie, stają się podekscytowane. Elektrony w tych atomach trafiają w stan wyższej energii wraz z napływem energii. Elektrony nie pozostają jednak w stanie podwyższonej energii przez długi czas i wracają do stanu podstawowego w ułamku sekundy. Kiedy elektrony spadają do stanu niższej energii, atom traci energię w postaci emitowanego fotonu, który jest bezmasową cząstką całej energii elektromagnetycznej, w tym światła.
Te emitowane fotony wchodzą w interakcję z atomami wewnątrz struktury licznika zwanej rurką fotopowielacza, która emituje elektrony w procesie zwanym efektem fotoelektrycznym. Wynikowy impuls elektryczny wskazuje, że wykryto fotony, co wskazuje, że radioaktywność wzbudziła scyntylację. Pomiar pulsu pozwala naukowcom określić poziom radioaktywności w badanej substancji.
