nhân có thể bị thay đổi. Vì hạt nhân trong vật liệu có các tương tác điện từ với môi trường xung quanh nên sự dịch chuyển các mức năng lượng của nguyên tử ảnh hưởng đến tương tác với môi trường. Do đó, nếu ta đo được dịch chuyển năng lượng, ta có thể biết thông tin hóa, lí của vật liệu.
Khi nghiên cứu một vật liệu nào đó ta cần phải điều chỉnh năng lượng của chùm tia gamma bằng cách cho nguồn phát tia gamma chuyển động lại gần hay ra xa mẫu với vận tốc vài mm/s. Vận tốc này rất nhỏ so với vận tốc tia gamma chính là độ biến đổi cần thiết để thu được tương tác siêu tinh tế trong mẫu nghiên cứu. Khi hạt nhân của mẫu hấp thụ tia gamma thì trạng thái năng lượng của nó bị thay đổi theo ba cách khác nhau: dịch chuyển Isomer, tách mức tứ cực, và tách mức từ.
Dịch chuyển Isomer (còn gọi là dịch chuyển hóa học) xuất hiện do hạt nhân có một thể tích khác không, do đó, hàm sóng của điện tử khác không tại vị trí của hạt nhân làm xuất hiện một tương tác Coulomb giữa điện tử và hạt nhân làm thay đổi trạng thái hạt nhân.
Tách mức tứ cực xuất hiện do phân bố điện tích xung quanh hạt nhân (có mômen góc > 1/2) không phải là hình cầu. Sự phân bố điện tích không đối xứng đó tạo ra một điện trường không đối xứng (gradient điện trường) làm tách mức năng lượng của hạt nhân.
Tách mức từ xuất hiện do hạt nhân có một mômen từ spin. Khi có mặt của từ trường sẽ xuất hiện một tương tác Zeeman giữa mômen từ hạt nhân với từ trường. Các điện tử có mômen từ quỹ đạo và mômen từ spin. Nếu các lớp điện tử không bị lấp đầy hoàn toàn thì các mômen từ quỹ đạo, mômen từ spin và sự phân cực của mật độ spin tạo ra các từ trường nội tác dụng lên hạt nhân. Nếu tác dụng một từ trường ngoài thì đó là từ trường ngoại tác dụng lên hạt nhân. Tất cả các từ trường đó hợp lại làm xuất hiện sáu vạch phổ.