Un compteur Geiger est ce que la plupart des gens veulent dire quand ils pensent à un détecteur de rayonnement. Cet appareil utilise un tube Geiger-Müller comme capteur. Ce tube est rempli d'un gaz inerte qui devient conducteur pendant un bref éclair lorsqu'une particule ou un photon le traverse. Ce flash d'électricité est ensuite mesuré sur une jauge, par des clics audibles ou les deux. Une grande quantité de rayonnement traversant le tube produit une lecture plus élevée et plus de clics en raison de la plus grande quantité de courant électrique généré à l'intérieur du tube. Le gaz contenu dans le tube peut être de l'argon, de l'hélium ou du néon. Les compteurs Geiger sont utiles pour détecter les rayonnements ionisants: rayons alpha, bêta et gamma. Cependant, la plupart des compteurs Geiger portables sont à leur meilleur avec les rayons alpha et bêta. La densité du gaz à l'intérieur du tube est généralement suffisante pour ces deux rayons mais pas pour les rayons gamma de haute énergie.
Ce sont de gros appareils de laboratoire utilisés pour détecter une grande variété de particules. Ils sont aussi parfois appelés détecteurs de rayonnement, car rayonnement et particules chargées sont souvent synonymes. Les détecteurs de particules sont des appareils hautement spécialisés, et beaucoup ne peuvent détecter qu'un ou quelques types de rayonnement. Un exemple est la Lucas Cell, qui fonctionne en filtrant des échantillons de gaz et en comptant les particules radioactives, ce qui est un moyen de mesurer la désintégration radioactive de substances comme l'uranium ou le césium. D'autres détecteurs fonctionnent en remplissant des réservoirs avec une substance donnée, choisie parce qu'elle réagit lorsqu'elle est frappée par un type particulier de rayonnement et se transforme en autre chose. En mesurant le changement dans la composition du contenu du réservoir, le rayonnement peut être détecté et mesuré. Les détecteurs de rayonnement Cerenkov recherchent spécifiquement ce rayonnement, qui est produit lorsque les particules se déplacent plus rapidement que la lumière lorsqu'elles traversent toutes deux un milieu donné. Le milieu est généralement un gaz ou un liquide qui ralentit considérablement la lumière, mais pas certaines particules à haute énergie.
Les détecteurs hermétiques sont conçus pour incorporer différentes conceptions de détecteurs afin de mesurer tous les rayonnements possibles. Ils sont généralement construits autour du centre d'interaction d'un collisionneur de particules et sont appelés « hermétiques » parce que ils sont censés laisser le moins de rayonnement possible s'échapper sans mesure ou même le laisser s'échapper à tout. Les conceptions de détecteurs hermétiques se présentent en trois couches. La première est une couche de suivi. Cela mesure la quantité de mouvement des particules chargées lorsqu'elles se déplacent dans un arc incurvé à travers un champ magnétique. La seconde est la couche de calorimètres, qui fonctionnent en absorbant les particules chargées en substances denses pour la mesure. Le troisième est un système de muons. Cela mesure les muons, le seul type de particule qui ne sera pas arrêté par les calorimètres et pourtant peut encore être détecté. Il est important de comprendre que bien que la plupart des détecteurs hermétiques partagent ce principe de conception à trois couches, les instruments réels utilisés dans chaque couche peuvent varier considérablement. Ce sont des appareils volumineux, complexes, spécialement conçus et sur mesure, et aucun ne se ressemble exactement.