Kärnteknik är ett område där kärntekniker arbetar med strålning och radioaktiva material för att designa processer och utveckla deras användning inom kraftproduktion, industri och nuklearmedicin. De som arbetar inom kärnkraftsindustrin löser verkliga problem som hantering av kärnavfall, svarsprotokoll för kärnkraftsolyckor och hur strålning effektivt kan behandla cancer. Personer som arbetar inom kärnteknisk industri har genomgått en omfattande utbildning och har en hög fallenhet för avancerad matematik, kemi och fysik. Det finns många olika specialiserade områden inom kärnteknik, inklusive produktion av kärnkraft, medicinsk användning av kärnkraft och miljöpåverkan av kärnkraftsbiprodukter.
Sedan slutet av 19-talet har ingenjörer föreställt sig alla möjliga användningsområden för kraften som lagras i atomer, inklusive användningen av ånga, producerad av kärnkraft, för att vända turbiner och producera elektricitet. 1957 togs det första fullskaliga kärnkraftverket i drift. År 1984 översteg mängden el som genererades av kärnkraft den som genererades av vattenkraft, och 2011 finns det 109 kärnkraftverk bara i USA som genererar 610 miljarder kilowattimmar el.
I medicinvärlden används kärnkraft i applikationer som sträcker sig från magnetisk resonanstomografi (MRI), behandling av cancer och kirurgi med en kärngammakniv. Medan tidiga typer av strålbehandling orsakade onödig skada på omgivande vävnader, kan läkare nu exakt placera den exakta mängden strålning som behövs för att döda tumörer utan att skada andra vitala vävnader och organ. De fokuserade strålarna av strålning som används i gammakniven tillåter kirurger att utföra ett icke-invasivt medicinskt ingrepp och behandla tumörer djupt inne i kroppen. Andra nukleärmedicinska anordningar inkluderar stereotaktiska anordningar, laserstrålar och linjäracceleratorer som riktar in sig på och behandlar patienter utan kirurgi. En tredjedel av alla medicinska ingrepp som görs i USA använder någon typ av teknik som utvecklats av kärnteknik.
Att bevara miljön är också en viktig del av kärntekniken. Det finns många nationella och internationella organ som Nuclear Regulatory Commission (NRC) och International Atomic Energy Agency (IAEA) som har till uppgift att hålla ett öga på användningen och bortskaffandet av kärnmaterial. Organisationer som Nuclear Energy Institute skyddar miljön genom att arbeta med andra organisationer för att utveckla metoder och rutiner för säker hantering av det farliga kärnavfallet som produceras av kärnkraft. Andra kärnkraftsingenjörer arbetar med att designa säkrare kärnkraftverksutrustning, utveckla nya säkerhetsprotokoll för att förhindra och hantera oavsiktlig kontaminering och hitta nya metoder för att omhänderta kärnavfall.