Тепловы́е нейтро́ны — медленные нейтроны с кинетической энергией в интервале 0, 5 эв — 5 Мэв; получаются при замедлении нейтронов до теплового равновесия с атомами замедляющей среды (термализация нейтронов, отсюда название). Распределение тепловых нейтронов в замедлителе по скоростям определяется его температурой в соответствии с распределением Максвелла для молекул газа. Наличие у нейтрона магнитного момента позволяет методом когерентного магнитного рассеяния тепловых нейтронов изучать магнитную структуру твердых тел. Изменения энергии при неупругом рассеянии тепловых нейтронов в конденсированных средах сравнимы с их начальной энергией, поэтому неупругое рассеяние тепловых нейтронов является методом исследования движения атомов и молекул в твердых телах и жидкостях (нейтронография). Тепловые нейтроны имеют большое значение для работы ядерного реактора, так как вызывают цепную реакцию деления урана и плутония. Кроме того, велика роль тепловых нейтронов в производстве радиоактивных изотопов.