國家核安全局成立于1984年，1998年并入原國家環(huán)保總局并保留國家核安全局的牌子。2011年福島核事故后，國家對核安全監(jiān)管機構進行了改革，將國家核與輻射安全監(jiān)管業(yè)務司由一個調(diào)整為三個，同時加強了核與輻射安全有關政策、規(guī)劃、法規(guī)標準、科研等方面的工作職能。

　　國家核安全局由局機關、六個地區(qū)監(jiān)督站和技術支持單位組成。局機關業(yè)務部門由三個業(yè)務司與一個國際合作處組成。其中核設施安全監(jiān)管司（核與輻射安全監(jiān)管一司）主要負責三個業(yè)務司的綜合協(xié)調(diào)；開展政策、規(guī)劃、法規(guī)標準與科研、應急管理與輻射監(jiān)測、人員資質(zhì)、核安全設備管理等工作。核電安全監(jiān)管司（核與輻射安全監(jiān)管二司）負責核電廠、研究型反應堆、臨界裝置等核設施的核安全、輻射安全、輻射環(huán)境保護的行政許可和監(jiān)督檢查。輻射源安全監(jiān)管司（核與輻射安全監(jiān)管三司）負責核燃料循環(huán)設施與核材料運輸安全、放射性廢物管理、輻射源安全、鈾礦冶與電磁輻射的管理。

　　技術支持單位主要包括環(huán)境保護部核與輻射安全中心、輻射環(huán)境監(jiān)測技術中心、蘇州核安全中心、核設備安全與可靠性中心、北京核安全審評中心等；六個地區(qū)核與輻射安全監(jiān)督站分別是華東、華南、西南、華北、東北、西北核與輻射安全監(jiān)督站；環(huán)境保護部（國家核安全局）還業(yè)務指導31個省級環(huán)保部門開展輻射安全監(jiān)管和輻射環(huán)境監(jiān)測等相關工作，同時設立了核安全與環(huán)境專家委員會作為國家核安全局的決策咨詢機構。