中国原子能科学研究院创建于1950年，是我国核科学技术的发祥地和国防核科研、核能开发研究和核基础科研的创新基地。在国家表彰的23位“两弹一星”功勋奖章获得者中，有7位在这里创建功勋，有60余位两院院士曾在这里学习和工作过，国内十几个重要的核科研和生产单位由此派生，从这里输送出去的各类骨干人才达7000多名。中国原子能科学研究院也因此获得了我国核工业“老母鸡”的美誉。吴有训、钱三强、王淦昌、戴传曾、孙祖训、樊明武、赵志祥等著名科学家曾先后担任院（所）长。现任院长为万钢研究员。现有职工近3000人，其中高级科研与工程技术人员近900人、两院院士5人、博士生导师近140人、硕士生导师180多人、享受政府特殊津贴30多人、入选国家“百千万人才工程”人选6人。
中国原子能科学研究隶属于中国核工业集团，下设有6个研究所：核物理研究所、反应堆工程研究设计所、放射化学研究所、同位素研究所、核技术应用研究所、辐射安全研究所；2个技术部：科技信息部、放射性计量测试部；6个国家级、部委级研究中心或重点实验室：中国核数据中心、国家同位素工程技术研究（实验）中心、国家能源快堆工程研发（实验）中心、北京串列加速器核物理国家实验室、核保障技术重点实验室、国防科技工业电离辐射一级计量站；6个工程项目部：中国实验快堆工程部、中国先进研究堆工程部、串列加速器升级工程部、核燃料后处理放化实验设施工程部、放射性“三废”设施治理工程部；有后勤集团、职工医院、实验工厂等服务单位和北京原丰科技开发总公司、核电服务中心等产业实体。中核集团挂牌设立的多个研究中心或重点实验室、核工业研究生部、中国核工业科技馆、中国核学会核化学与放射化学分会、同位素分会、北京核学会等均设在这里。
六十年来，在党中央、国务院和上级部门的关怀和指导下，中国原子能科学研究院作为我国先导性、基础性、前瞻性的综合性核科研基地，作为重要科学思想库、技术储备库和人才培养库，为国家核科技创新、核工业发展、核科技人才培养做出了重要贡献，形成了核物理、核化学与放射化学、反应堆工程技术、加速器技术、核电子与探测技术、同位素技术、辐射防护技术和放射性计量等八大学科，开发出了以同位素辐射技术为主导的一批高新技术和产品。编辑出版的期刊有《原子能科学技术》、《核化学与放射化学》、《同位素》、《质谱学报》、《应用泛函分析学报》。获国家自然科学奖、国家发明奖、国家科技进步奖、中华技能大奖、何梁何利奖、国防科学技术奖和中核集团公司科学技术奖等共1300余项；近10年获得专利授权200余项；曾荣获“全国五一劳动奖状”、“首都文明单位”、“科技奥运先进集体”、“国防科技创新团队”等诸多殊荣。
在高效发展核电、加强核科技创新的新时期，中国原子能科学研究院将承载“科技兴核”的神圣使命，发扬“以身许国、敢为人先、严谨求实”的“四〇一精神”，坚持“创造一流业绩、造就一流人才、建设一流核科研基地”的发展目标，坚持“国家核科技研究基地”和“中核集团研发中心”两个定位，以中国先进研究堆、中国实验快堆、北京放射性核束设施、核燃料后处理放化实验设施为新的科技创新平台，以国防科技、先进核能开发、核基础及共性技术、核技术应用及产业化为主要方向，按照国家批复的总体发展规划，努力建成世界先进水平的核科研基地和现代、富强、文明、和谐、美好的原子科学城，为我国核工业发展和核科学进步再立新功，再创辉煌。