核工业是二十世纪产生和发展起来的新兴产业，是世界最伟大的工程成就之一。中国是世界上少有的具有完整的核工业体系国家之一。
1955年1月，中央作出了中国要发展原子能事业的伟大战略决策，开始创建我国的核工业。从此，炎黄子孙在华夏热土上开始了前所未有的伟大工程。
1958年我国建成了第一座研究性重水反应堆和第一台回旋加速器，标志着我国进入了原子能时代。而后相继建立了铀水冶厂、同位素分离厂、铀转换厂、核燃料元件制造厂、后处理厂和一批研究设计院所。1964年10月，我国成功地爆炸了第一颗原子弹；1967年6月，又成功地爆炸了第一颗氢弹。从原子弹爆炸试验成功到氢弹爆炸试验成功，我国用了2年零8个月的时间，比美国、苏联、英国、法国快得多。与此同时，1971年，我国第一艘核潜艇顺利建成下水。这些举世瞩目的成就，大大提高了我国的国际地位和综合国力。1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委授予为研制“两弹一星”作出突出贡献的23位科技专家“两弹一星功勋奖章”，其中有10位是核科学家。
核燃料循环工业是建立和发展核工业的基础。核燃料循环包括核燃料进入反应堆前的制备和在反应堆中的裂变及以后处理的整个过程。进入反应堆前的过程为核燃料循环的前段，而从反应堆卸出后的处理和处置为核燃料循环的后段。
核燃料循环前段的第一个环节是铀矿的普查勘探，包括查明铀资源，勘探铀矿床，提交铀储量。我国核工业部门1958年就向国家提交了第一批铀储量，1960年先后提交开采基地8处。经过半个世纪的努力，已提交了花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型为主的相当可观的铀资源。近年来，开展了可地浸砂岩型铀矿的找矿工作，并落实了铀的资源基地。
第二个环节是铀矿石的采冶，包括铀矿石的开采、加工和铀的精制。把具有工业价值的铀矿石从矿床中开采出来，然后加工成核纯的重铀酸铵、三碳酸铀酰铵、八氧化三铀、二氧化铀，为进一步制备各种类型的核燃料提供原料。我国在铀矿冶创建初期，就实现了从矿石到二氧化铀的工业生产。目前，铀的地下浸出、堆浸和原地爆破浸出新工艺都已投入生产，其产量占我国天然铀年总产量的70％。
第三个环节是铀的同位素分离，即铀－235的富集，以得到所需富集度的铀－235。我国的铀同位素分离开始采用的是气体扩散法。在进行气体扩散前，首先要将固态的二氧化铀（UO2）经过铀转换厂转化成六氟化铀（UF6）气体。然后利用气体扩散将分子量存在着细微差别的235UF6和238UF6分开。20世纪90年代，我国完成了由扩散法向离心法的过渡。采用气体离心法，其单位分离功耗电只是气体扩散法的5％，成本下降了75％。
第四个环节是核燃料元件的制造。核燃料元件是反应堆的核心部件。在制造核燃料元件之前，需要将一定富集度的气态UF6再转化成固态的UO2或金属铀，然后再加工成各种元件及其组件作为反应堆的燃料。我国先后研制和生产了生产堆、研究试验堆、潜艇核动力堆和核电站用的燃料元件，并已实现了小型、中型、大型核电站燃料元件制造的系列化和国产化。
核燃料循环的后段包括反应堆用过的乏燃料的中间贮存、核燃料的后处理、放射性废物的处理和最终处置等过程。也有的国家采用“一次通过式”，即不进行后处理，而是将乏燃料经中间贮存后，直接（或经切割后）包装，埋藏在深地层最终处置。
后处理是将乏燃料中的铀和钚分别提纯出来作为新的核燃料使用。我国的后处理事业由沉淀法起步，以后改进为萃取法，赶上了世界先进水平。
放射性废物分为低放、中放和高放废物。目前对短寿命低中放废物采用近地表处置，对长寿命低中放废物和高放废物采用深地层埋藏处置。我国的低放废物沥青固化、水泥固化技术和中放废物深地层压裂技术均已开发成功并投入运行。对长寿命强放射性的高放废物，正在进行深地层埋藏的场址预选，并通过钻探取得了阶段性的成果。与此同时，正在研发最终处理高放废物的先进方法———分离—嬗变法，并取得了具有国际先进水平的成果。