Jest to jeden z fizycznych działów, który przede wszystkim zajmował będzie się jądrami atomów i wszystkim innym co będzie w jakikolwiek sposób z nimi powiązane. Jądra zbudowane są z protonów oraz neutronów i powiązane przy wykorzystaniu sił jądrowych. Siły te posiadają krótki zasięg w porównaniu na przykład z siłami charakterystycznymi dla elektromagnetyzmu i dodatkowo posiadają własności wysycające. Oznaczać będzie to między innymi że nukleon oddziałuje z każdym kolejnym nukleon coraz słabiej co sprawiało będzie, że jego największa moc oddziaływania jest tylko z nukleonami najbliżej niego. Fizyka jądrowa badała będzie budowę oraz to jaka jest stabilność jąder poprzez tworzenie ich modeli. Niektóre z jąder mogą zostać uznane za niestabilne co oznaczać będzie, że ulegają one rozpadowi. Rozpady takowe będą całkowicie przypadkowymi. Rozpad jądra stanowi jeden z podstawowych rodzajów jeśli chodzi o przemiany jądrowe. W tym przypadku możliwe będą także reakcje syntezy. Taka reakcja będzie jednak musiała pokonać siły elektrostatyczne, które powodują, że jądra odpychają się od siebie. Warunkiem do powstania takowej właśnie reakcji będzie przede wszystkim wysoka temperatura, czy też inaczej mówiąc energia.