El núcleo atómico y la radiación natural, ya sea de origen cósmico o terrestre, son de los temas de estudio más tradicionales que se pueden encontrar en el Instituto. El IFUNAM cuenta con una gran tradición en el desarrollo de la física nuclear teórica. Es también en el IFUNAM en donde se forja el desarrollo de los aceleradores de partículas y la tecnología nuclear a nivel nacional.
Actualmente se desarrolla un ambicioso programa de investigación experimental en dos laboratorios con aceleradores (LEMA y 5.5). Astrofísica nuclear, dinámica de reacciones nucleares y estructura nuclear son los temas aquí abordados. Los experimentos de alta precisión requeridos para el estudio de la interacción débil con neutrones entre lentos y muy fríos, así como los experimentos que involucran haces de iones que no se pueden producir en nuestros laboratorios encuentran sede en el extranjero. Las radiaciones de origen cósmico siguen siendo un esfuerzo importante: el estudio de rayos gamma muy energéticos (HAWC), la búsqueda de antinúcleos con un espectrómetro en el espacio (AMS), radiografías con muones de pirámides y volcanes y las colaboraciones internacionales en laboratorios bajo tierra subterráneos (SNOLAB). Los núcleos radioactivos cosmogénicos (14C, 10Be, 26Al y otros) han resultado de gran utilidad en el desarrollo de una amplia variedad de temas tanto fundamentales como interdisciplinarios y contamos con el único laboratorio en América Latina (LEMA) capaz de aportar resultados en ese ámbito. El estudio y uso de las radiaciones de origen terrestre, radón entre otros, también sigue siendo objeto de nuestro interés.
