Қазақстан Республикасының Ұлттық ядролық орталығы қызметінің негізгі бағыттары Министрлер Кабинетінің 1993 жылғы 21 қаңтардағы № 55 қаулысымен белгіленді. Қолда бар қуатты ғылыми-техникалық және өндірістік инфрақұрылым (үш зерттеу реакторы, изохронды циклотрон, зарядталған бөлшек үдеткіштері және бірқатар күрделі эксперименттік стендтер) мен жоғары білікті мамандар күрделі ғылыми міндеттерді шешуге мүмкіндік береді:
1. Қазақстан Республикасының ядролық жарылыстар жасалған және атом өнеркәсібі кәсіпорындары мен атом қондырғылары орналасқан өңірлерінің радиоэкологиясы
- Қазақстан аумағында ядролық қаруды сынаудың салдарын жою.
- Семей сынақ полигоны мен оған іргелес өңірлердің аумағындағы радиологиялық жағдайға баға беру және мониторинг жүргізу. Табиғат қорғау іс-шараларын әзірлеу.
- Қазақстан Республикасының батыс облыстарындағы ядролық жарылыстар жасалған жердегі радиологиялық жағдайға баға беру және мониторинг жүргізу.
- Ядролық энергетикалық қондырғылары бар аумақтардың радиациялық мониторингі.
- Семей полигонына іргелес елді мекендерде тұратын адамдардың денсаулық жағдайына кешенді баға беру.
- Семей полигоны бойынша геоақпараттық жүйе құру.
2. Атом энергетикасы және АЭС қауіпсіздігі:
- Қазақстандағы АЭС жобалау, құрылыстары және пайдаланудан алып тастау проблемаларын зерттеу.
- Радиоактивті қалдықтармен және пайдаланылған ядролық отынмен айналысу технологиялары мен жүйелерін әзірлеу.
- Атом энергетикасының қауіпсіздігін негіздеудегі зерттеулер.
- Халықаралық ИТЭР термоядролық эксперименттік реакторының жобасын әзірлеу жөніндегі халықаралық бағдарламаға қатысу.
3. Атом энергетикасы саласындағы ядролық физика және радиациялық материалтану:
- Сәулеленудің атом энергетикасына арналған материалдардың құрылымына, фазалық құрамына және физикалық қасиеттеріне әсерін зерттеу.
- Төмен энергия кезіндегі ядролық реакцияларды зерттеу.
- Атом энергетикасы және өнеркәсібінің қауіпсіздігі мен тиімділігін арттыру жөніндегі міндеттерді шешуге бағытталған іргелі зерттеулер.
- 4. Қазақстан Республикасының халық шаруашылығына арналған ядролық-физикалық әдістер және ғылымды қажетсінетін технологиялар:
- Реакторлық радиоизотоптар өндіру технологияларын әзірлеу және іске асыру.
- Изохронды циклотрон негізінде радиоактивті изотоптар өндіруді ұйымдастыру.
- Геология, металлургия және радиоэкологиядағы іс жүзіндегі міндеттерді шешу үшін ядролық-физикалық әдістер әзірлеу және дамыту.
- Ғылыми және технологиялық мақсаттар үшін автоматтандыру аспаптарын, құралдарын әзірлеу және жасау.
5. Геофизикалық зерттеулер және таратпау режимін қолдау:
- Жерасты ядролық жарылыстары жүргізілген жердегі жарылыстан кейінгі геологиялық процестердің динамикасын бағалау.
- Ядролық сынауларға жан-жақты тиым салу шартына сәйкес Халықаралық мониторинг жүйесінің құрамында ұлттық бақылау станцияларымен ядролық сынауларға монитоинг жүргізу.
6. Қазақстанның атом саласы үшін мамандар даярлау:
- Қазақстанның атом саласы үшін кадрлар даярлайтын оқу орындарының материалдық-техникалық базасын нығайту.
- Республиканың ғылыми және өнеркәсіп ұйымдарының жетекші ғалымдары мен мамандарын кадрлар даярлауға тарту.
- Ресей Федерациясы атом саласының жетекші университеттерінің оқытушыларын кадрлар даярлауға тарту.