En rapport på 38 North, en webbplats som drivs av US-Korea Institute vid Johns Hopkins School of Advanced International Studies, studerade bilder tagna mellan april och november.
Dessa verkade visa arbete i ett nytt område av Punggie-ri kärnvapenzonen.
Men, sade rapporten, det finns inga tecken på att något kärnvapenprov är nära förestående,
Nordkorea genomförde tre underjordiska kärnvapenprov på Punggie-ri 2006, 2009 och 2013.  Kärnkraftsprogrammet har varit en källa till stor oro för det internationella samfundet.
Den tunnel som identifierades i det senaste bildfältet ligger i ett nytt område av platsen, skilt från tre andra tunnlar som norr har grävt eller använt för tester i det förflutna, sade rapporten.
"Även om det inte finns några tecken på att ett kärnvapenprov är nära förestående, den nya tunneln ökar Nordkoreas förmåga att utföra ytterligare detonationer under de kommande åren om det väljer att göra det", tillade den.
Det kommersiellt tillgängliga satellitbilder som forskarna grundade sina slutsatser på verkar visa en ny tunnelingång, platsens fjärde, samt tecken på byggnadsarbete som äger rum så sent som i oktober och november.
Enligt rapporten tror vissa analytiker att varje ingång ansluter till en enda tunnel, men det pågår en debatt om den underjordiska testanläggningens exakta natur och struktur.
Det är inte den första indikationen på byggverksamhet på platsen.  I oktober citerade Sydkoreas nyhetsbyrå Yonhap en sydkoreansk regeringskälla som sa att det fanns arbetare som byggde en ny tunnel i Punggie-ri.
I september sade Nordkorea att reaktorn vid kärnkraftverket Yongbyon, källan till plutonium för Nordkoreas kärnvapen, hade återupptagit normala operationer.
Yongbyons reaktor stängdes 2007 men Pyongyang lovade att starta om den 2013, efter sitt tredje kärnvapenprov och under stora regionala spänningar.
Nya satellitbilder visar att Nordkorea bygger en ny tunnel vid sin kärntestplats, har en respekterad amerikansk tankesmedja sagt.