Основные направления деятельности Национального ядерного центра Республики Казахстан были определены Постановлением Кабинета Министров № 55 от 21 января 1993 г. Наличие мощной научно-технической и производственной инфраструктуры (три исследовательских реактора, изохронный циклотрон, ускорители заряженных частиц и ряд сложнейших экспериментальных стендов) и высококвалифицированных специалистов позволяют решать сложные научные задачи:
- Радиоэкология регионов Республики Казахстан, где проводились ядерные взрывы и имеются предприятия атомной промышленности и атомные установки:
- Ликвидация последствий испытания ядерного оружия на территории Казахстана.
- Оценка радиологической обстановки и мониторинг на территории Семипалатинского испытательного полигона и прилегающих к нему регионов. Разработка природоохранных мероприятий.
- Оценка радиологической обстановки и мониторинг в местах проведения ядерных испытаний в западных областях Республики Казахстан.
- Радиационный мониторинг территорий с ядерноэнергетическими установками.
- Комплексная оценка состояния здоровья людей, проживающих в населенных пунктах, прилегающих к Семипалатинскому полигону.
- Создание геоинформационной системы по Семипалатинскому полигону.
- Атомная энергетика и безопасность АЭС:
- Исследования по проблемам проектирования, сооружения и снятия АЭС с эксплуатации в Казахстане.
- Разработка технологий и системы обращения с радиоактивными отходами и отработанным ядерным топливом.
- Исследования в обоснования безопасности атомной энергетики.
- Участие в международной программе по разработке проекта международного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР.
- Ядерная физика и радиационное материаловедение в области атомной энергетики:
- Исследования влияния облучения на структуру, фазовый состав и физические свойства материалов для атомной энергетики.
- Исследования ядерных реакций при низких энергиях.
- Фундаментальные исследования, направленные на решение задач по повышению безопасности и эффективности атомной энергетики и промышленности.
- Ядерно-физические методы и наукоемкие технологии для народного хозяйства Республики Казахстан:
- Разработка и реализация технологий производства реакторных радиоизотопов.
- Организация производства радиоактивных изотопов на базе изохронного циклотрона.
- Разработка и развитие ядерно-физических методов для решения практических задач в геологии, металлургии и радиоэкологии.
- Разработка и создание приборов, средств автоматизации для научных, технологических целей.
- Геофизические исследования и поддержка режима нераспространения:
- Оценка динамики поствзрывных геологических процессов в местах проведения подземных ядерных испытаний.
- Мониторинг ядерных испытаний национальными станциями контроля в составе Международной системы мониторинга в соответствии с Договором о Всеобъемлющем Запрещении ядерных испытаний.
- Подготовка специалистов для атомной отрасли Казахстана:
- Укрепление материально-технической базы учебных заведений, готовящих кадры для атомной отрасли Казахстана.
- Привлечение ведущих ученых и специалистов научных и промышленных организаций республики к подготовке кадров.
- Привлечение преподавателей ведущих университетов атомной отрасли Российской Федерации к подготовке кадров.