西北核技术研究所研究领域设有核技术及应用、工程力学、无机化学、物理电子学、电磁场与微波技术、信号与信息处理等六个主干学科以及计算机应用技术、控制理论与控制工程、计算数学等相关学科
主要的研究方向有：射线(粒子束)与物质的相互作用，脉冲射线(中子、γ、X、电子)探测技术，核辐射效应，辐射探测技术与成像，激光技术，高功率微波技术，脉冲功率技术，电磁脉冲技术，信号、信息处理理论与技术，计算物理，放射化学与放射分析化学，无机氟化物合成与应用技术，同位素质谱分析技术，辐射流体力学，爆炸理论及应用技术，固态材料动态性能研究和强动载实验技术，力学诊断技术，冲击、振动与噪声，自动控制技术等
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