Ydinfysiikka tutkii atomien ytimiä, niiden rakennetta, hajoamisia ja reaktioita. Ydinfysiikassa keskeisiä tutkimuslaitteita ovat hiukkaskiihdyttimet ja erilaiset säteilyn ilmaisimet. Hiukkaskiihdyttimet ovat tyypillisesti huomattavasti pienempiä kuin hiukkasfysiikassa käytettävät.