นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ทำงานในสถานศึกษาวิชาการอุตสาหกรรมและทางการแพทย์เพื่อทำการวิจัยเกี่ยวกับอนุภาคพื้นฐานที่พบได้น้อยที่สุดภายในและรอบ ๆ นิวเคลียสของอะตอม นักวิทยาศาสตร์หลายคนมีความเชี่ยวชาญในวิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีทำการคำนวณอย่างละเอียดเพื่อทำความเข้าใจการทำงานของอนุภาคและทำนายพฤติกรรมของพวกเขาในสถานการณ์สมมุติ นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์อาจทำงานวิจัยประยุกต์ประยุกต์ทำการทดลองและช่วยพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ ตามหลักการของฟิสิกส์นิวเคลียร์และเคมี ด้วยการศึกษาและการฝึกอบรมที่เหมาะสมนักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์สามารถได้งานที่มหาวิทยาลัยห้องปฏิบัติการโรงไฟฟ้าหรือโรงพยาบาลท่ามกลางสถานที่อื่น ๆ
นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ทำการทดลองทำการสังเกตและพัฒนาสูตรทางคณิตศาสตร์เพื่อนำไปสู่ความรู้โดยรวมของฟิสิกส์อนุภาคและเคมีนิวเคลียร์ ผู้เชี่ยวชาญมักจะมีความเชี่ยวชาญในด้านการศึกษาบางอย่างเช่นกัมมันตภาพรังสีการสลายตัวฟิวชั่นหรือปฏิสัมพันธ์ของอะตอม โดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่กำหนดขึ้นนักเคมีนิวเคลียร์และนักฟิสิกส์ออกแบบการทดลองที่มีรายละเอียดสูงและควบคุมได้ นักวิทยาศาสตร์อาจทำงานในห้องทดลองส่วนตัวขนาดเล็กหรือสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีเครื่องเร่งอนุภาคเป็นระยะทางไกลขึ้นอยู่กับลักษณะของการวิจัย ไม่ว่าจะในสถานการณ์ใดก็ตามมันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ที่จะต้องมีการจัดระเบียบวัตถุประสงค์และละเอียดรอบคอบในการวิจัยของเขาหรือเธอเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีความหมาย
นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์หลายคนประยุกต์ใช้ความรู้และประสบการณ์การวิจัยเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ในการแพทย์และอุตสาหกรรม นักวิทยาศาสตร์ที่มีความเชี่ยวชาญในเวชศาสตร์นิวเคลียร์ตรวจสอบบทบาทที่เป็นไปได้ของไอโซโทปรังสีที่แตกต่างกันในยาเทคโนโลยีการวินิจฉัยด้วยจินตนาการและเทคนิคการรักษาเชิงปฏิบัติ นักวิทยาศาสตร์อาจช่วยพัฒนาพลาสติกใหม่โลหะผสมโลหะหรือวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่โรงงานผลิตโดยจัดการกับสารประกอบไอออนิกและโมเลกุล
นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและทดลองจำนวนมากทำงานเป็นอาจารย์มหาวิทยาลัยทั้งแบบเต็มเวลาและนอกเวลาเพื่อช่วยเตรียมนักฟิสิกส์และนักเคมีรุ่นต่อไปสำหรับการประกอบอาชีพ การทำงานในวิทยาลัยยังให้นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์เป็นแหล่งเงินทุนสำหรับการวิจัยและการเข้าถึงสิ่งอำนวยความสะดวกและเทคโนโลยีที่ยอดเยี่ยมของเขาหรือเธอ นอกจากนี้เขาหรือเธอมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการทำงานร่วมกับอาจารย์ที่ได้รับการฝึกฝนมาอย่างดีในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์อื่น ๆ
บุคคลที่ต้องการเป็นนักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์มักจะต้องได้รับปริญญาขั้นสูงในสาขาวิชาจากวิทยาลัยที่ได้รับการรับรอง นักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการทำงานในตำแหน่งการวิจัยและพัฒนาอาจสามารถหางานที่มีวุฒิการศึกษาระดับปริญญาโทแม้ว่าผู้ที่วางแผนในการออกแบบและดำเนินโครงการวิจัยอิสระมักจะต้องมีปริญญาเอก นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ห้องปฏิบัติการทางคลินิกที่มีความหวังหลายคนเลือกที่จะเข้าโรงเรียนแพทย์เพื่อรับใบรับรองแพทย์อย่างเป็นทางการ
นักวิทยาศาสตร์หน้าใหม่ในทุก ๆ ด้านมักจะเริ่มต้นอาชีพในฐานะผู้ช่วยหรือเพื่อนร่วมงาน พวกเขาสร้างจากประสบการณ์ที่ได้รับระหว่างหลักสูตรห้องปฏิบัติการในวิทยาลัยเพื่อพัฒนาเทคนิคการวิจัยที่มีความเชี่ยวชาญ ด้วยประสบการณ์นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์มักจะได้รับความรับผิดชอบมากขึ้นและมีโอกาสออกแบบการศึกษาของตนเอง
