En este departamento se realiza investigación primordialmente experimental en Física Nuclear, Interacción Débil, Materia Oscura, Neutrinos y Aplicaciones de la Radiación Natural e Inducida por Aceleradores. Medida ultra precisa de concentraciones de isótopos radioactivos, cosmogénicos y antropogénicos: 14C, 10 Be, 26 Al, 129 I y Pu, para datación y otras aplicaciones. Termodinámica en y fuera de equilibrio.
Está integrado por 14 investigadores y 4 técnicos académicos. Cuenta con 7 laboratorios, entre ellos tres aceleradores de partículas y un Laboratorio Nacional.
Las áreas de investigación consideradas se concentran en radiaciones de origen nuclear o cósmico y su utilización para el estudio de interacciones fundamentales, el núcleo atómico, el átomo en su conjunto, así como sus aplicaciones en otras áreas del conocimiento. Las temáticas van desde el efecto de la radiación en el origen de la vida, la estructura y composición del universo, el uso de isótopos radioactivos cosmogénicos, la caracterización de materiales y contaminantes atmosféricos, entre otras, abarcando hasta el momento más de treinta programas específicos de investigación agrupados en 6 líneas generales.
Otras de las actividades que forman parte importante de la vida académica de los involucrados son el Seminario Ángel Dacal, mismo que se organiza de manera conjunta con el departamento de Física Experimental, y el Seminario Lunch Nuclear, con más de 40 años de tradición y que actualmente es organizado en colaboración con la División de Física Nuclear de la Sociedad Mexicana de Física.
