อุปกรณ์ที่เรียกว่าตัวนับแกมมาจะวัดค่ารังสีแกมม่าในตัวอย่าง การทำงานบนหลักการเดียวกันกับเครื่องตรวจจับประกายแสงเคาน์เตอร์เหล่านี้ใช้คริสตัลที่เปล่งแสงเมื่อโฟตอนจากรังสีแกมม่ามีปฏิกิริยากับพวกมัน ตัวอย่างมักจะถูกวางไว้ในหลอดทดลองซึ่งจะถูกวางลงในเครื่อง โดยทั่วไปตัวนับแกมมาจะใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยเนื่องจากส่วนใหญ่ไม่สามารถพกพาได้
รังสีแกมมาหรือรังสีแกมมาเป็นรังสีอันตรายพลังงานสูงชนิดหนึ่งซึ่งประกอบด้วยโฟตอนของแสงหรืออนุภาคควอนตัม โฟตอนถูกปล่อยออกมาเมื่อสารกัมมันตรังสีสลายตัวหรือพยายามที่จะเสถียร ซึ่งแตกต่างจากรังสีชนิดที่เป็นอันตรายน้อยกว่ารังสีแกมมาจะไม่ถูกหยุดโดยผิวหนังหรือเสื้อผ้าและสามารถเข้าสู่ร่างกายทำลายหรือฆ่าเซลล์ โดยทั่วไปมักใช้ตะกั่วเพื่อป้องกันคนจากอันตรายของรังสีแกมมา
เช่นเดียวกับเครื่องตรวจจับประกายแสงแกมมาเคาน์เตอร์จะใช้คริสตัลที่มีคุณสมบัติเรืองแสงในการทำงาน ซึ่งหมายความว่าผลึกเหล่านี้สว่างขึ้นหรือเป็นประกายเมื่อสัมผัสกับรังสีแกมมา ยิ่งพวกเขาส่องสว่างมากเท่าไรก็ยิ่งปล่อยรังสีออกมามากขึ้นเท่านั้น โดยปกติแล้วพลังงานแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่าน photomultiplier เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดได้อย่างมีความหมาย
ความแม่นยำของตัวนับขึ้นอยู่กับผลึกที่ใช้ หากการแผ่รังสีต่ำดังนั้นการโต้ตอบกับผลึกเรืองแสงเพียงเล็กน้อยโฟตอนของแสงอาจไม่สามารถลงทะเบียนได้ ในทางกลับกันหากรังสีสูงมากอาจมีพลังมากพอที่จะผ่านทะลุคริสตัลได้โดยไม่ต้องมีปฏิสัมพันธ์มากพอที่จะสร้างแสงเช่นกัน ผลึกที่หนาช่วยลดปฏิกิริยาที่ไม่เกิดปฏิกิริยาเหล่านี้และมีความสำคัญอย่างยิ่งในตัวนับรังสีแกมม่าที่มีคุณภาพ
เคาน์เตอร์แกมมาที่ทันสมัยอาจมีเครื่องตรวจจับและช่องสัญญาณหลายตัวอย่าง เครื่องก็มักจะมีการป้องกันตะกั่วเพื่อช่วยปกป้องนักวิจัยจากรังสี เคาน์เตอร์แกมมาหลายตัวมีขนาดประมาณเครื่องบันทึกเงินสดหรือเครื่องถ่ายเอกสารโดยมีหน้าจออิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กติดไว้เพื่ออ่านข้อมูล
นอกจากนี้ยังมีเคาน์เตอร์แกมมาขนาดเล็กไม่ใหญ่ไปกว่าหนึ่งตารางฟุต (0.3 ม. 2 ) แม้จะเป็นเคาน์เตอร์ขนาดเล็ก แต่ก็ไม่สามารถพกพาได้ง่ายเนื่องจากตัวป้องกันตะกั่วทำให้มีน้ำหนักมากแม้จะมีขนาดเล็กก็ตาม ตัวนับขนาดเท้าสี่เหลี่ยมอาจมีน้ำหนักมากถึง 55 ปอนด์ (25 กก.)
การสอบเทียบที่เหมาะสมนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับตัวนับแกมมาเนื่องจากมันให้การวัดที่แม่นยำเช่นนั้น เคาน์เตอร์จำนวนมากมีการสอบเทียบภายในซึ่งขึ้นอยู่กับไดโอดเปล่งแสง อย่างไรก็ตามเคาน์เตอร์เก่าบางรุ่นอาจต้องมีการปรับเทียบด้วยมือ เมื่อทำการปรับเทียบด้วยมือสารที่มีการแผ่รังสีที่ทราบและประมาณปริมาตรเท่ากับตัวอย่างที่จะทดสอบใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง
