日本原子力研究所
東海研究所
研究用原子炉(JRR1~4)、安全性研究施設、加速器施設などを利用し、幅広い研究開発を実施。基礎研究、基盤技術の開発を実施。
高崎研究所
放射線利用の研究開発等を実施。イオン照射研究施設(TIARA)。
大洗研究所
材料試験炉(JMTR)を用いた原子炉用燃料や材料の開発。高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた原子力エネルギー利用の多様化についても研究を実施(熱化学水素製造等)。
那珂研究所
核融合炉の実現に資するため、臨界プラズマ試験装置(JT-60)での実験を実施。国際熱核融合炉実験炉(ITER)の準備活動等に参画。
むつ事業所
原子力船むつに関する事業終了後、海水循環及び放射性物質等の移行の調査・検討等を実施。
関西研究所
光量子科学研究施設、及び放射光科学研究センターを有する。前者ではX線源やレーザー技術等を用いて、新材料創生、微細加工および医学診断・治療技術等へ利用するための研究を実施。また、後者では、大型放射光施設(SPring-8)を利用し、物理、化学、生物学等の基礎研究が実施されるとともに、物性研究における物質の原子あるいは電子レベルの構造解明等のテーマが実施されている