เคมีนิวเคลียร์ (อังกฤษ: nuclear chemistry) เป็นสาขาย่อยของวิชาเคมีที่เกี่ยวข้องกับกัมมันตภาพรังสี (radioactivity) กระบวนการนิวเคลียร์ และคุณสมบัติทางนิวเคลียร์ สามารถแบ่งเป็นสาขาย่อยได้ดังนี้