Kimika nuklearra erradioaktibitatearekin, prozesuekin eta propietate nuklearrekin zerikusia duen kimikaren adarra da.
Elementu erradioaktiboen kimika da, hala nola, aktinidoak, radioa eta radona, ekipoarekin lotutako kimikarekin batera (erreaktore nuklearrak, esaterako), eta prozesu nuklearrak gauzatzeko diseinatzen dira. Horren barruan sartzen dira gainazalen korrosioa eta portaera baldintza normaletan zein kanpokoetan (azken horren adibide bat istripu nuklear batean gertatzen da). Eremu garrantzitsua da objektuen eta materialen portaera, hondakin nuklearren biltegi batean edo hondakinak ezabatzeko gune batean jarri ondoren.
Animalien, landareen eta beste material batzuen barruan erradiazioa xurgatzearen ondorio diren ondorio kimikoen azterketa barne hartzen du. Erradiazioaren kimikak erradiazioaren biologiaren zati handi bat kontrolatzen du, erradiazioak izaki bizidunengan ondorioak baititu maila molekularrean. Era berean, prozesu sorta jakin baterako iturri erradioaktiboen ekoizpena eta erabilera aztertzen ditu, bai eta aplikazio medikoetarako erradioterapia ere. Horrez gain, giza jardueraren eremu ez-erradioaktiboetan prozesu nuklearrak aztertzea eta erabiltzea ere sartzen da. Adibidez, erresonantzia magnetiko nuklearreko espektroskopia (EMN).