Η πυρηνική μηχανική είναι ένας τομέας της μηχανικής που ασχολείται με την εφαρμογή της διάσπασης των ατομικών πυρήνων και άλλων υποατομικών φυσικών, με βάση τις αρχές της πυρηνικής φυσικής. Περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση και τη συντήρηση συστημάτων και εξαρτημάτων πυρηνικής σχάσης, όπως πυρηνικοί αντιδραστήρες, πυρηνικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας και πυρηνικά όπλα.

Η πυρηνική μηχανική περιλαμβάνει επίσης τη μελέτη της πυρηνικής σύντηξης, των ιατρικών και άλλων εφαρμογών της ακτινοβολίας, της ασφάλειας της ακτινοβολίας, της μεταφοράς θερμότητας, των πυρηνικών καυσίμων και άλλων σχετικών τεχνολογιών, της διάδοσης των πυρηνικών όπλων και της επίδρασης των ραδιενεργών αποβλήτων ή της ραδιενέργειας στο περιβάλλον.