測量γ射線能量分佈的儀器。通常由閃爍計數器或正比計數器等射線探測器與多道脈衝分析器等電子學設備組成。碘化鈉是γ譜儀中最常用的閃爍晶體，它的原子序數和密度都很大，對γ射線的吸收效率很高。γ射線經過閃爍晶體與物質作用產生光電效應、康普頓效應。這些效應所產生的次級光子和電子的能量可能被閃爍晶體全部或部分吸收。它們在閃爍晶體中產生的閃爍光信號由多道脈衝分析器記錄。當次級光子和電子能量被閃爍晶體全部吸收時，即得到γ射線譜的全能峰。次級效應產產生的光子或電子還可逃逸出晶體，對應於γ射線譜中能量較低的連續譜和逃逸峰。能量明顯高於1兆電子伏的γ射線，由於有電子對產生效應還可能出現電子對峰。利用符合、反符合方法可獲得明顯的全能峰以便於進行復雜的γ譜分析。近年來也利用一些新型閃爍晶體〔如碘化銫和鍺酸鉍(BGO)等〕作為γ譜儀的閃爍探頭。利用γ射線與正比計數器內氣體作用產生的次級光電子的脈沖信號分佈也常用來進行γ譜測量，但一般隻限於測量100千電子伏以下能量的γ射線。
γ譜儀廣泛用於原子核物理、粒子物理、放射性同位素應用（如醫療器械，地質探礦，中子–γ射線探井）等領域。