الفيزياء النووية هي فرع من الفيزياء يدرس خواص النويات الذرية وتراكيبها وتفاعلاتها. وقد بدأت في وقت مبكر من القرن الماضي باكتشاف خاصية النشاط الإشعاعي ونواة الذرة. وتحتوي النواة على أغلب كتلة الذرة، وتتكون من النيوترونات والبروتونات التي لها نفس الكتلة تقريبًا. والبروتونات لها شحنة كهربائية موجبة، بينما لا تحمل النيوترونات أية شحنة. ويحدد عدد البروتونات في النواة العنصر الكيميائي الذي تنتمي إليه الذرة، بينما يحدد عدد النيوترونات النظير الذي تمثله. وتربط بين الجسيمات قوة عظيمة تدعى القوة النووية التي تحزمها معًا لتجعل لكل النويات نفس الكثافة العالية. وتُستخدم التفاعلات النووية، المتمثلة في الانشطار والاندماج، في إنتاج كميات كبيرة من الطاقة. وتُستخدم الطاقة الانشطارية لتوليد الكهرباء ولتزويد السفن بالطاقة. وقد قادت الأبحاث في الفيزياء النووية إلى ابتكار أساليب جديدة لتشخيص الأمراض وعلاجها والتعقيم وحفظ الأغذية.