Branduolinė inžinerija yra sritis, kurioje branduolinės inžinieriai dirba su spinduliuote ir radioaktyviosiomis medžiagomis, kurdami procesus ir plėtodami jų naudojimą energijos gamyboje, pramonėje ir branduolinėje medicinoje. Tie, kurie dirba branduolinės inžinerijos pramonėje, sprendžia realias problemas, tokias kaip branduolinių atliekų tvarkymas, reagavimo į atominės elektrinės avarijas protokolai ir kaip radiacija gali veiksmingai gydyti vėžį. Branduolinės inžinerijos pramonėje dirbantys žmonės yra baigę išsamų mokymą ir puikiai išmano pažangią matematiką, chemiją ir fiziką. Branduolinės inžinerijos srityje yra daug įvairių specializuotų sričių, įskaitant branduolinės energijos gamybą, branduolinės energijos panaudojimą medicinoje ir branduolinių šalutinių produktų poveikį aplinkai.
Nuo XIX amžiaus pabaigos inžinieriai įsivaizdavo įvairius atomuose sukauptos energijos panaudojimo būdus, įskaitant branduolinės energijos gaminamo garo panaudojimą turbinoms sukti ir elektros energijai gaminti. 19 metais pradėjo veikti pirmoji pilno masto atominė elektrinė. 1957 m. atominės elektrinės pagaminamos elektros kiekis viršijo hidroelektrinių pagamintą elektros kiekį, o 1984 m. vien JAV yra 2011 atominės elektrinės, kurios pagamina 109 milijardų kilovatvalandžių elektros energijos.
Medicinos pasaulyje branduolinė energija naudojama įvairiose srityse: nuo magnetinio rezonanso tomografijos (MRT), vėžio gydymo ir chirurgijos naudojant branduolinį gama peilį. Nors ankstyvosios spindulinės terapijos rūšys padarė nereikalingą žalą aplinkiniams audiniams, dabar gydytojai gali tiksliai nustatyti tikslią spinduliuotės kiekį, reikalingą navikams sunaikinti, nepakenkiant kitiems gyvybiškai svarbiems audiniams ir organams. Sufokusuoti spinduliuotės pluoštai, naudojami gama peiliu, leidžia chirurgams atlikti neinvazinę medicininę procedūrą, gydant giliai kūno viduje esančius navikus. Kiti branduolinės medicinos prietaisai apima stereotaksinius prietaisus, lazerio spindulius ir linijinius greitintuvus, kurie nukreipia ir gydo pacientus be operacijos. Trečdalis visų JAV atliekamų medicininių procedūrų naudoja tam tikrą branduolinės inžinerijos sukurtą techniką.
Aplinkos išsaugojimas taip pat yra svarbi branduolinės inžinerijos dalis. Yra daug nacionalinių ir tarptautinių agentūrų, tokių kaip Branduolinio reguliavimo komisija (NRC) ir Tarptautinė atominės energijos agentūra (TATENA), kurioms pavesta atidžiai stebėti branduolinių medžiagų naudojimą ir šalinimą. Tokios organizacijos kaip Branduolinės energijos institutas saugo aplinką bendradarbiaudamos su kitomis organizacijomis, kad sukurtų saugaus pavojingų branduolinių atliekų, susidarančių gaminant branduolinę energiją, tvarkymo metodus ir procedūras. Kiti branduolinės energetikos inžinieriai dirba kurdami saugesnę atominės elektrinės įrangą, kuria naujus saugos protokolus, kad būtų išvengta atsitiktinio užteršimo ir jais tvarkomasi, ir ieško naujų būdų, kaip šalinti branduolines atliekas.