Fisika nuklearra atomoaren nukleoa aztertzeaz arduratzen den fisikaren adarra da. Bere zereginen artean daude: nukleo atomikoa osatzen duten funtsezko partikulen (protoia eta neutroia, hots, nukleoiak) izaera eta euren elkarrekintzak egiaztatzea, nukleoaren ezaugarriak sailkatu eta azaltzea, desintegrazio nuklearrak azaltzea eta erreakzio nuklearrak aztertzea. Fisika nuklearra ez da fisika atomikoarekin nahastu behar.
Nukleoak hainbat partikulaz daude osatuta (goian aipatutako funtsezko protoi eta neutroiaz gain). Kristalak ez bezala, txikiegiak dira elementu periodikoak bezala deskribatzeko. Hau dela eta, nukleoak teorikoki azaltzea ez da erraza eta normalean saiakuntzetarako proposatzen diren nukleo ereduak izaera nuklearraren ezaugarri ia guztiak azaltzen dituzte.