تقوم هيئة الطاقة الذرية على البحوث والتطوير بالسعي من أجل تطبيق التكنولوجيا النووية في مختلف مجالات التنمية من زراعة وصناعة وصحة وبيئة وغيرها، بالإضافة إلى الرقابة والتنظيم لاستخدامات النظائر المشعة المفتوحة في التطبيقات المختلفة، وكذا الرصد الإشعاعي المستمر للبيئة المصرية لرصد أي تسرب إشعاعي من خارج أو داخل الحدود، ونقل التكنولوجيا وتنمية وإعداد الكوادر المؤهلة والمدربة القادرة على مواكبة التطورات في مجال الاستخدام السلمية للطاقة الذرية ومنها: 

1- مركز البحوث النووية

يعتبر هذا المركز النواة الأساسية للهيئة وأقدم مراكزها، ويقع المركز بالقرب من مدينة أنشاص، وتتنوع أنشطته لتغطية البحوث النووية الأساسية التي تشمل مختلف فروع الفيزياء النظرية والتجريبية وتصميم وتشغيل المعجلات الأيونية وبحوث وتطبيقات الليزر والبلازما وبحوث تطوير الإلكترونيات لأهداف القياسات النووية، بالإضافة إلى البحوث والتطوير في مجال المفاعلات الذي يشمل فيزياء وهندسة المفاعلات وعلوم وهندسة المواد ومواد المفاعلات، والتحليل بالتنشيط النيوتروني والتدريع الإشعاعي وغيرها، وكذلك تطبيقات النظائر المشعة في الطب والصناعة وزراعة وغيرها.

2- المركز القومي لبحوث وتكنولوجيا الإشعاع

يهتم هذا المركز بأعمال البحوث والتطوير لاستخدام مصادر الإشعاع في الأغراض الطبية والزراعية والصناعية وغيرها، والقيام بالتطبيقات التكنولوجية فيها، ويساهم المركز في تقديم الخدمات التشعيعية للجهات المختلفة عن طريق القيام بتعقيم المنتجات الطبية والأنسجة البيولوجية وحفظ الأغذية بالإشعاع وإنتاج الكواشف الإشعاعية، بالإضافة إلى القيام بالتجارب على المستوى نصف الصناعي لتحسين خواص المواد البوليميرية والمنسوجات والمطاط والأخشاب والبويات مما يرفع من قيمتها الاقتصادية.

3- مركز المعامل الحارة

تتركز اهتمامات هذا المركز على تطوير الخبرة الوطنية في مجال معالجة النفايات المشعة، وكذلك تطوير وإنتاج النظائر المشعة لكافة الاستخدامات الطبية والصناعية والزراعية وغيرها، هذا بالإضافة إلى إنتاج المركبات الصيدلانية المرقمة واسعة الاستخدام في التشخيص الطبي.

4- المركز القومي للأمان النووي والرقابة الإشعاعية "حتى إنشاء هيئة الرقابة النووية والإشعاعية في 5 مارس 2012"

اختص هذا المركز باقتراح التشريعات ووضع اللوائح المتعلقة بأمان الاستخدامات السلمية للطاقة النووية، ويشمل ذلك إصدار التراخيص للمرافق النووية وكذلك المنشآت التي تستخدم المصادر المشعة المفتوحة، بالإضافة إلى ترخيص الموقع وترخيص المشغلين للمنشآت النووية الهامة وتكهينها عند الحاجة، كما شملت صلاحيات المركز أعمال الرقابة والتفتيش والحماية المادية للمنشآت والمواد النووية والأعمال المحاسبية للمواد النووية، كما اهتم المركز بالبحوث والتطوير في مجالات الأمان النووي والإشعاعي.

5- مشروع مفاعل مصر البحثي الثاني

المفاعل البحثي الثاني ETRR-2 ذو قدرة "22 ميجاوات" وفيض نيوتروني (2.7 X 1410 نيوترون/ سم2 ثانية) له أغراض متعددة تؤهله للتطبيقات التكنولوجية المتقدمة ذات المردود الاقتصادي الواضح إضافة إلى البحوث الأساسية، وكذلك ملحق بالمفاعل معمل لإنتاج الوقود اللازم لتشغيله بطاقة تكفي للتشغيل المتواصل له، ويمثل هذا المفاعل ومعمل إنتاج الوقود الملحق قفزة هائلة في مجال التكنولوجيا المتقدمة ومجال البحوث والتطبيقات النووية السلمية.

ويتمثل العائد الاقتصادي لمفاعل مصر البحثي الثاني في إنتاج النظائر المشعة للاستخدامات المختلفة من طب وزراعة وصناعة وغيرها، وكذلك الاستخدام الأمثل لتسهيلات إنتاج مصادر الكوبالت المشع والاستفادة منه في التطبيقات المختلفة مثل حفظ المواد والأغذية وغيرها من الاستخدامات الطبية، بالإضافة إلى استخدام إمكانيات التشعيع النيوتروني بالمفاعل لتعديل خصائص بلورات السيليكون التي تستخدم في إنتاج أشباه الموصلات، بجانب ذلك تم الاتفاق والتعاقد مع إحدى الشركات الألمانية على مشروع لتشعيع الأحجار مثل التوباز لتحويلها إلى أحجار كريمة، ويتم استخدام المفاعل حاليًا بطريقة منظمة لتقديم خدمة تشعيع التوباز مما يدر على الهيئة عائدًا من العملات الصعبة.

أما بالنسبة للعائد العلمي والتكنولوجي لمفاعل مصر البحثي الثاني فيتمثل في اختبارات السلوك الإشعاعي للمواد المستخدمة في مفاعلات الأبحاث والقوى، بالإضافة إلى القيام ببحوث علوم وهندسة المواد والمواد المتقدمة وبحوث فيزياء وهندسة المفاعلات.

ولمفاعل مصر البحثي الثاني أيضًا عائد قومي يتمثل في تأهيل كوادر بشرية وطنية عالية الخبرة في مجالات تصميم وإنشاء المفاعلات ومعامل الوقود النووي وكذا تعظيم مشاركة الصناعة المصرية.