目前,对核材料并没有广泛承认的严格、统一的定义。广义的核材料是指核工业及核科学研究中所使用的材料的总称,包括核燃料和核工程材料。
核燃料是指能产生裂变或聚变核反应并释放出巨大核能的物质,可分为裂变燃料和聚变燃料两大类。裂变燃料主要指易裂变核素如铀-235、钚-239和铀-233等。此外,由于铀-238和钍-232是能够转换成易裂变核素的重要原料,且其本身在一定条件下也可产生裂变,所以也将其称为核燃料。聚变燃料包含氢的同位素氘、氚,锂6和其化合物等。
核工程材料是指反应堆及核燃料循环和核技术中用的各种特殊材料,如反应堆结构材料、元件包壳材料、反应堆控制材料、慢化剂、冷却剂、屏蔽材料等等。但如无特别声明,一般认为核材料特指核燃料。
而1987年2月8日生效的《核材料实物保护公约》对“核材料”进行了更为严格专业的定义。