Die Nuklearchemie hält interessante Forschungsthemen in verschiedensten Gebieten bereit: So untersuchen Nuklearchemikerinnen und -chemiker die Elementsynthese in Sternen, erforschen die Struktur von Atomkernen, erzeugen schwerste Elemente jenseits des Urans und untersuchen deren chemische und physikalische Eigenschaften.

Radioaktiv markierte Verbindungen werden als hochspezifische Sonden entwickelt, um Stoffwechselprozesse gesunder oder kranker Organismen in nichtinvasiven Messungen sichtbar zu machen. Radionuklide werden auch zielgerichtet in Medizin und Biowissenschaften, z.B. zur Krebsbehandlung, benutzt. Die Radioanalytik setzt radioaktive Isotope u.a. in Oberflächen-, Struktur-, Prozess- oder Umweltanalytik ein und ermöglicht z.B. zerstörungsfreie Untersuchungen von Kunst- und Kulturgütern.

Der Strahlenschutz benötigt nuklearchemisches Fachwissen. In der Radioökologie werden Freisetzungen nach Unfällen, oderradioaktive Altlasten, etwa aus dem Uranbergbau, untersucht, um Sanierungsstrategien entwickeln. Bei der Nutzung der Kernspaltung oder künftig der -fusion zur Energiegewinnung ist die Nuklearchemie ebenfalls relevant.

Um die Sicherheit kerntechnischer Anlagen zu gewährleisten, wird das Verhalten von Radionukliden im Normalbetrieb und bei Störfällen erforscht. Radioaktive Abfälle aus Forschung sowie Betrieb und Rückbau von Nuklearanlagen sind zu endlagerfähigen Produkten zu verarbeiten. Die Sicherheit ihrer Endlagerung über lange Zeiträume ist nachzuweisen, wofür die Chemie langlebiger Spaltprodukte und der Actinide vom Endlager bis in die Biosphäre bekannt sein muss.

Ebenfalls eine Aufgabe für Nuklearchemikerinnen und -chemiker ist die Entwicklung chemischer Verfahren zur Vorbehandlung radioaktiver Abfälle für die Transmutation, d.h. die Kernumwandlung langlebiger Radionuklide in kurzlebigere oder stabile Nuklide. Das breite Spektrum nuklearchemischer Methoden leistet wertvolle Beiträge auch in ganz anderen Fachgebieten, z.B. in Geologie, Hydrologie, Kosmochemie oder nuklearer Forensik.

Um sich in der Nuklearchemie zu spezialisieren, braucht man eine solide chemische und physikalische Grundausbildung. Darüber hinaus ist – je nach Bereich der nuklearchemischen Anwendung – Spezialwissen in organischer, anorganischer, physikalischer oder analytischer Chemie vorteilhaft.

Vorlesungen und/oder Praktika in Nuklear-, Radio- bzw. Kernchemie bieten in Deutschland folgende Studienorte an: Berlin (FU), Hannover, Heidelberg, Köln, Karlsruhe, Leipzig, Mainz, München (TU), Dresden, Marburg, Hamburg sowie die Forschungszentren in Darmstadt, Jülich, Karlsruhe, Dresden-Rossendorf und das Fortbildungszentrum für Technik und Umwelt in Karlsruhe. Auch an den Fachhochschulen Aachen/Jülich, Mannheim und Dresden (HTW) wird Nuklearchemie gelehrt. Ebenfalls bieten verschiedene Institutionen in der Schweiz und in Österreich entsprechende deutschsprachige Lehrveranstaltungen an.

Gewöhnlich besteht das Lehrangebot aus einer Einführungsvorlesung und mehreren weiterführenden Vorlesungen. Nach einem einführenden Praktikumskurs kann man Fortgeschrittenenpraktika sowie Forschungspraktika oder Studienarbeiten absolvieren. Meist arbeiten dabei Studierende dabei unter der Anleitung von Promovierenden oder Postdoktorandinnen und -doktoranden an einem aktuellen Forschungsprojekt.

Einen Überblick gibt die Broschüre über "Forschung & Perspektiven" der Fachgruppe Nuklearchemie, welche im Anhang sämtliche Angebote in Deutschland, Österreich und der Schweiz auflistet.

Berufsperspektiven bieten die Nuklearmedizin, die chemische, pharmazeutische und kerntechnische Industrie, Forschungsinstitute, außerdem Bundes- und Länderbehörden, TÜVs und Gutachterorganisationen.