Im Bereich Lebenswissenschaften können Experimente mit Neutronen vielfältige Fragestellungen untersuchen. Mit Beugungsexperimenten können Positionen von Atomen (Strukturbestimmung insbesondere Position der Wasserstoffatome) als auch Teilchengrößen von Clustern (Proteine, Fette) und Schichtstrukturen (Membrane, dünne Filme) bestimmt werden. Während man für die Strukturbestimmung in der Regel präparierte Einkristalle benötigt ist für die Morphologie von Clustern besonders die Untersuchung von in vivo äquivalenten Bedingungen bedeutsam. Mit Hilfe der Kontrastvariation (Austausch H₂O D₂O) können spezifische Komponenten hervorgehoben bzw. maskiert werden.

Mit Experimenten der inelastischen Neutronenstreuung können Bewegungen von Biomolekülen nachgewiesen werden. Auch hier können durch spezielle Präparationstechniken Bewegungsabläufe in hoch komplexen Proteinen untersucht werden, die für ihre Funktionalität entscheiden sind.

In Experimenten an dünnen Schichten können mithilfe der Reflektometrie biologische Membranen und polymere Filme untersucht werden.