Sintilatörler, yüksek enerjili yüklü parçacıkların çarpmasıyla düşük enerjili (görülebilir dalga boylarında) fotonlar yayınlayan kristallerdir. Sintilatörler dedektör olarak kullanılırken de gamma ışınının kendisini algılayamaz. Bunun yerine gamma ışınları yüklü parçacıklar üretir ve bu parçacıklar sintilatör ile etkileşir. Kristalin ürettiği düşük enerjili fotonlar ise daha sonra foto-çoğaltıcı tüpler tarafından toplanır. Bir sintilasyon dedektör kristaline gelen gamma ışınları, kristal tarafından birçok görünür ışık fotonuna dönüştürülür. Bu dönüşüm fotoelektrik soğurum, Compton saçılması ve çift oluşumu yolları ile meydana gelir.