ปฏิกิริยานิวเคลียร์ คือการที่เกิดความเปลี่ยนแปลงกับนิวเครียสของอะตอม ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่ม หรือลดโปรตรอน หรือนิวตรินในนิวเครียสของอะตอมเช่น ปฏิกิริยานี้
จะเห็นได้ว่าโซเดียว ได้มีการรับนิวตรอนเข้าไป เมื่อนิวเครียสเกิดความไม่เสถียร จึงเกิดการคายพลังงานออกมา และพลังงานที่คายออกมานั้น เมื่ออยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็กแล้ว มันก็คือรังสีแกมมานั่นเอง
ปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นมีมากมายหลายรูปแบบ ซึ่งในบรรดารูปแบบทั้งหมดที่เราค้นพบในปัจจุบัน จะมีเพียง 2 รูปแบบที่เราพูดถึงกันบ่อย ๆ นั่นก็คือปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน (Fission) และปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (Fusion)