สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติหมกมุ่นที่จะเป็นศูนย์ความเป็นเลิศ ในการใช้ประโยชน์ของเทคโนโลยีในด้านหลักๆ คือสร้างความวางใจแก่อาณาประชาราษฎร์ในไม่เป็นอันตรายของการใช้เครื่องปฏิกรณ์ นิวเคลียร์ การจัดการและจัดเก็บกากกัมมันตรังสี ตลอดจนการป้องกันดูแลผู้ปฏิบัติงานและประชาชนมิให้ได้รับผลพวงจากรังสีแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มย่อย คือ ไม่เป็นอันตรายของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ความดูแลผลกระทบจากรังสี และการจัดการและจัดเก็บกากกัมมันตรังสี ความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทำงานค้นคว้าวิจัยเพื่อสำรวจสภาพการณ์ภายในเครื่องปฏิกรณ์ในขณะที่เกิดอุบัติเหตุ เพื่อหามาตรการในการรักษาไม่เป็นอันตรายและป้องกันไม่ให้สารกัมมันตรังสีรั่วไหลออกไปสู่ภายนอก ตลอดจนการค้นคว้าที่เกี่ยวพันกับการประเมินความเสี่ยงและผลกระทบของอุบัติเหตุในปฏิกรณ์ เพื่อเป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจในการก่อสร้างปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยและโรงไฟฟ้า การป้องกันผลกระทบจากรังสีพัฒนาวัสดุอุปกรณ์กำบังรังสีประจำตัวบุคคล