核医学是放射性同位素在医学领域的应用，利用放射性同位素产生的电离辐射来进行诊断和治疗。它集合了核技术、电子技术、计算机技术、化学、物理和生物学等现代科学技术，是放射诊疗的重要组成部分。核医学诊疗方法还是重要的医学研究手段，通常新药在试用于临床之前，都要用放射性同位素加以标记，以研究药物代谢的规律。
应用核医学检查，不仅能无创伤性地显示机体内不同器官组织的形态结构，而且同时可以分析组织的生理及代谢变化，对器官组织的功能做出判断，具有安全、可靠、快速、灵敏等优点。 正电子发射计算机断层显像（PET）是目前所有显像技术中最有前途的显像技术之一，其生命力就在于它是活体生物化学显像，因而在病变的早期就可以发现。
利用辐射诱变技术选育农作物新品种，利用放射性同位素放出的α、β、γ和中子射线及加速器产生的电子束，照射农作物的种子、花粉、植株或枝条等，引起农作物内部的遗传基因的改变，从而产生各种各样的变异甚至是自然界没有的变异。辐照过的种子、植株，经过人工几代选择和培育，便可获得新的优良品种。我国农作物辐射育种成绩斐然，诱变育成突变品种占世界诱变品种总数的25%以上。突变品种的种植面积在900万公顷以上，先后有18个品种获国家发明奖。
同位素示踪技术在农业中的应用是核农学研究的重要组成部分。同位素示踪技术的应用是多方面的。主要用于揭示和阐明农业生产过程中各种因素的作用机理，为农业技术的实施、环境评价及宏观管理提供科学依据。 用示踪剂研究化肥在植物体内分配和运转，了解营养元素被作物吸收的过程，指导合理施肥。
昆虫辐射不育技术，是一项无公害的生物防治新技术。它利用钴-60，铯-137放出的γ射线或加速器产生的电子束，对害虫的虫蛹或成虫进行一定剂量的照射，使其雄虫失去生殖机能，从而断子绝孙，它既可灭绝害虫又不产生公害。
作为民用非动力核技术的辐射加工是核科学的重要组成部分，已被列入国家重点支持的高新技术领域，辐射加工技术是利用核辐射与物质的相互作用，而产生的物理效应、化学效应、生物效应等对加工物品进行处理，以达到人们预想的结果，诸如医疗用品消毒灭菌，高分子材料改性，食品（包括南北货）辐射保藏，农作物育种变异等等，应用广，能耗低，无污染，无残留，深受科学家和各行各业青睐，被美誉为"绿色产业"。
采用高能射线（钴-60或加速器射线）辐射加工聚乙烯电缆，对高分子材料进行改性，阻燃性、载流量、绝缘性能和使用寿命都显著提高，已成为我国低压电线电缆产品的主流品种广泛应用于核电站、航天工程等国家重点工程。