“核物理与核技术国家重点实验室”是在原有的“重离子物理教育部重点实验室”基础上，整合北京大学在核科学与核技术方面的优势力量建立的。
北京大学核科学与核技术学科可以追溯到1955年建立的我国高校中的第一个核科学与技术人才培养基地-北京大学技术物理系（原为北大物理研究室），数十年来已经为国家培养了五千多名高级人才，在历届毕业生中已产生了11位两院院士。1990年北京大学重离子物理国家教委开放实验室正式成立，后更名为教育部重点实验室。2007年经过严格评审由国家科技部批准筹建“核物理与核技术国家重点实验室”，并于2009年通过验收正式挂牌运行。
实验室依托粒子物理与原子核物理、核技术及应用、理论物理、等离子体物理和高能量密度物理五个学科，其骨干力量主要来自北京大学物理学院技术物理系、重离子物理研究所和理论物理研究所。依据核科学的国际发展趋势及国家重大战略需求，实验室确定了放射性核束物理、强子物理、先进粒子加速器技术和核技术应用四个研究方向。
实验室现有骨干研究人员88人，其中中科院院士4人，长江特聘教授4人，国家杰出青年基金获得者13人，1个国家自然科学基金创新研究群体。在站博士后约50人，研究生约300人。2019-2020年实验室承担科研项目约150项，包括牵头主持3项国家重点研发计划项目，1项国家自然科学基金重大项目，1项国家重大科研仪器设备研制专项等国家级科研任务。年均到账科研经费约2.8亿元，研究成果发表高水平论文约120篇。实验室正积极推进两项“十四五”国家重大科技基础设施项目立项，包括本实验室有深度参与的“激光驱动多束流装置（LMBF）”以及与中国原子能科学院联合提出的“北京在线同位素分离丰中子束流装置（BISOL）”。
实验室拥有4台大型加速器设备，2×6 MV串列静电加速器、4.5 MV静电加速器、2×1.7 MV串列加速器，以及14C测量加速器质谱计（AMS），提供粒子束流支撑多学科用户的研究和应用。同时建设有多个实验平台，包括亚原子粒子物理实验室、射频超导实验室、激光加速器实验室和核技术应用实验室，正在建设国内首个针对不稳定核性质测量的激光核谱学实验室，并在怀柔综合性国家科学中心建设交叉研究平台“北京激光加速创新中心”。
实验室开展广泛的国际国内合作，典型的如与日本理化所合办的仁科学校Nishina School（2008至今）；由美国能源部和中国自然科学基金委支持的中美奇特核理论研究所（CUSTIPEN）；在欧洲CERN、日本RIKEN、美国ANL和NSCL、中国原子能科学院、中国科学院近物所等实施实验研究计划。
实验室的总体目标是：依托北京大学学科众多、人才资源丰富的优势，把实验室建设成为基于核科学与技术、多学科交叉的高水平基础性研究基地，针对学科发展前沿和国民经济、社会发展及国家安全的相关重大科技问题，开展核物理与核技术方面的基础科学、应用基础科学及多学科交叉应用的创新性高水平研究，获取原始创新成果和自主知识产权，培养基础物理、核科学与技术、以及多学科交叉的高层次研究型人才。
