Nuklearni znanstvenici rade u akademskim, industrijskim i medicinskim okruženjima kako bi proveli istraživanje najsitnijih temeljnih čestica koje se nalaze unutar i oko atomskih jezgri. Mnogi znanstvenici specijalizirani su za teorijsku fiziku, izvodeći detaljne izračune kako bi bolje razumjeli funkciju čestica i predvidjeli njihovo ponašanje u hipotetičkim situacijama. Nuklearni znanstvenik također može raditi u primijenjenim istraživanjima, provodeći eksperimente i pomažući u razvoju novih tehnologija temeljenih na principima nuklearne fizike i kemije. Uz odgovarajuće obrazovanje i obuku, nuklearni znanstvenici mogu dobiti poslove na sveučilištima, laboratorijima, elektranama ili bolnicama, među mnogim drugim okruženjima.
Nuklearni znanstvenik provodi eksperimente, promatra i razvija matematičke formule kako bi pridonio kolektivnom znanju fizike čestica i nuklearne kemije. Stručnjaci se često specijaliziraju za određeno područje proučavanja, kao što su radioaktivnost, raspad, fuzija ili atomske interakcije. Koristeći utvrđene znanstvene metode, nuklearni kemičari i fizičari osmišljavaju vrlo detaljne, kontrolirane eksperimente. Ovisno o prirodi istraživanja, znanstvenik može raditi u malom, privatnom laboratoriju ili objektu koji sadrži miljama dug akcelerator čestica. U svakom je okruženju bitno da nuklearni znanstvenik bude organiziran, objektivan i temeljit u svom istraživanju kako bi osigurao smislene rezultate.
Mnogi nuklearni znanstvenici primjenjuju svoje znanje i istraživačko iskustvo na razvoj novih tehnologija u medicini i industriji. Znanstvenik koji je specijaliziran za nuklearnu medicinu istražuje potencijalnu ulogu različitih radioizotopa u lijekovima, dijagnostičkoj tehnologiji zamišljanja i praktičnim tehnikama liječenja. Znanstvenici također mogu pomoći u razvoju nove plastike, metalnih legura ili materijala za pakiranje u proizvodnom pogonu manipuliranjem ionskim i molekularnim spojevima.
Velik broj teorijskih i eksperimentalnih fizičara radi kao sveučilišni profesori s punim ili skraćenim radnim vremenom kako bi pomogli u pripremi sljedeće generacije fizičara i kemičara za njihovu karijeru. Rad na koledžu također daje nuklearnom znanstveniku izvor financiranja za njegova istraživanja i pristup izvrsnim objektima i tehnologiji. Osim toga, on ili ona imaju izrazitu prednost što rade zajedno s visokoobrazovanim profesorima u drugim znanstvenim disciplinama.
Osoba koja želi postati nuklearni znanstvenik obično mora steći naprednu diplomu u predmetu na akreditiranom fakultetu. Znanstvenici koji žele raditi na istraživačkim i razvojnim pozicijama možda će moći pronaći posao s magisterijem, iako ljudi koji planiraju osmišljavanje i vođenje neovisnih istraživačkih projekata obično moraju imati doktorat. Osim toga, mnogi klinički laboratorijski znanstvenici koji se nadaju odlučuju pohađati medicinsku školu kako bi stekli službeni doktorat medicine.
Novi znanstvenici u bilo kojem okruženju obično započinju svoju karijeru kao asistenti ili suradnici. Nadovezuju se na iskustvo stečeno tijekom laboratorijskih tečajeva na fakultetu kako bi razvili stručne istraživačke tehnike. S iskustvom, nuklearni znanstvenik obično zarađuje više odgovornosti i dobiva priliku da osmisli svoje vlastite studije.