它可以直接测定热中子密度的变化，也可以测定原子核俘获热中子放出的二次7射线强度的变化，间接地了解热中子密度变化。因为中子源是脉冲状态工作的,热中子密度在空间不能达到一个稳定的数值，而是按指数衰减的。通常选择的测量开始时间是在中子已经基本上都减速成热中子之后，所以测得的热中子密度和随时间的衰减基本上是由岩层的吸收性质，即热中子的平均寿命r（指热中子从产生到被吸收时所经过的平均时间，即全部热中子衰减掉63.7%的时间）所决定，与其他参数关系不大，这是中子寿命测井的一个重要优点。因油气层和含盐量高的水层的含氯量差别很大，而氯对热中子有特殊俘获能力，所以中子寿命测井是划分油水层的重要方法。在地层水矿化度、岩层孔隙度和泥质含量已知的情况下，甚至可以算出储集层的含油、水饱和度。测井时，通常不是在一点上测出整条中子密度衰减曲线，而是沿井身连续地测出在中子脉冲之后某两个或多个时间的热中子密度。然后算出俘获截面或中子寿命。