Kimia nuklir atau kimia inti adalah cabang kimia yang mempelajari radioaktivitas, proses nuklir, dan sifat nuklir. Bidang ini dapat dibagi menjadi empat kategori:

Radiokimia; berhubungan dengan penggunaan radioaktivitas untuk mempelajari reaksi kimia biasa.
Aplikasi teknik-teknik kimia untuk mempelajari reaksi inti seperti fisi dan fusi.
Kimia isotop; mempelajari efek massa inti terhadap reaksi kimia dan sifat senyawa kimia.
Spektroskopi NMR (nuclear magnetic resonance) menggunakan putaran total inti pada suatu zat pada absorpsi energi dan digunakan untuk mengidentifikasi molekul.
Kimia yang berhubungan dengan segala bagian siklus bahan bakar nuklir (nuclear fuel cycle).