วิศวกรรมนิวเคลียร์เป็นสาขาที่วิศวกรนิวเคลียร์ทำงานกับวัสดุกัมมันตภาพรังสีและกัมมันตรังสีเพื่อออกแบบกระบวนการและพัฒนาการใช้งานในการผลิตพลังงานอุตสาหกรรมและเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ผู้ที่ทำงานในอุตสาหกรรมวิศวกรรมนิวเคลียร์แก้ปัญหาในโลกแห่งความเป็นจริงเช่นการจัดการของเสียนิวเคลียร์โพรโทคอลการตอบสนองสำหรับอุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และวิธีการที่รังสีสามารถรักษามะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผู้ที่ทำงานในอุตสาหกรรมวิศวกรรมนิวเคลียร์ได้รับการฝึกฝนอย่างกว้างขวางและมีความสามารถสูงในวิชาคณิตศาสตร์เคมีและฟิสิกส์ขั้นสูง มีหลายพื้นที่ที่แตกต่างกันในวิศวกรรมนิวเคลียร์รวมถึงการสร้างพลังงานนิวเคลียร์การใช้งานทางการแพทย์ของการใช้พลังงานนิวเคลียร์และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของผลพลอยได้จากนิวเคลียร์
ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 วิศวกรได้จินตนาการถึงการใช้งานทุกประเภทสำหรับพลังงานที่เก็บไว้ในอะตอมรวมถึงการใช้ไอน้ำที่ผลิตโดยพลังงานนิวเคลียร์เพื่อเปลี่ยนกังหันและผลิตไฟฟ้า ในปี 1957 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เต็มรูปแบบแห่งแรกเริ่มเปิดดำเนินการ ในปี 1984 ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตโดยพลังงานนิวเคลียร์สูงกว่าที่ผลิตโดยพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำและในปี 2554 มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 109 แห่งในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียวที่สร้างกระแสไฟฟ้าได้ 610 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง
ในโลกของการแพทย์พลังงานนิวเคลียร์ถูกใช้ในแอพพลิเคชั่นตั้งแต่การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) การรักษาโรคมะเร็งและการผ่าตัดโดยใช้มีดแกมมานิวเคลียร์ ในขณะที่การรักษาด้วยรังสีในระยะแรกทำให้เกิดความเสียหายที่ไม่จำเป็นต่อเนื้อเยื่อรอบ ๆ ขณะนี้แพทย์สามารถวางปริมาณรังสีที่แม่นยำเพื่อฆ่าเนื้องอกได้อย่างแม่นยำโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อและอวัยวะสำคัญอื่น ๆ ลำแสงโฟกัสที่ใช้รังสีในใบมีดแกมมาช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถทำการรักษาโดยไม่ต้องผ่าตัดโดยรักษาเนื้องอกที่อยู่ลึกเข้าไปในร่างกาย อุปกรณ์การแพทย์นิวเคลียร์อื่น ๆ รวมถึงอุปกรณ์ stereotactic คานเลเซอร์และเครื่องเร่งความเร็วเชิงเส้นซึ่งเป็นเป้าหมายและรักษาผู้ป่วยโดยไม่ต้องผ่าตัด หนึ่งในสามของวิธีการทางการแพทย์ทั้งหมดที่ทำในสหรัฐอเมริกาใช้เทคนิคบางประเภทที่พัฒนาโดยวิศวกรรมนิวเคลียร์
การอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมเป็นส่วนสำคัญของวิศวกรรมนิวเคลียร์ มีหน่วยงานระดับชาติและนานาชาติหลายแห่งเช่นคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานนิวเคลียร์ (NRC) และสำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ที่ได้รับมอบหมายให้ดูแลการใช้และกำจัดวัสดุนิวเคลียร์อย่างใกล้ชิด องค์กรเช่นสถาบันพลังงานนิวเคลียร์ปกป้องสิ่งแวดล้อมโดยทำงานร่วมกับองค์กรอื่น ๆ เพื่อพัฒนาวิธีการและขั้นตอนสำหรับการจัดการอย่างปลอดภัยของกากนิวเคลียร์อันตรายที่ผลิตโดยการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ วิศวกรนิวเคลียร์รายอื่นกำลังทำงานเพื่อออกแบบอุปกรณ์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ปลอดภัยขึ้นพัฒนาโปรโตคอลความปลอดภัยใหม่เพื่อป้องกันและจัดการกับการปนเปื้อนโดยไม่ตั้งใจและค้นหาวิธีการใหม่ในการกำจัดขยะนิวเคลียร์
