ฝ่ายบริหารงานทั่วไป มีหน้าที่รับผิดชอบ ดังนี้
1. ปฏิบัติงานสารบรรณ และธุรการ
2. ดำเนินการด้านแผนงาน และติดตามผล
3. ดำเนินการเกี่ยวกับงานการคลังและพัสดุ การเงิน และงบประมาณ
4. ปฏิบัติงานร่วมกับหรือสนับสนุนการปฏิบัติงานของหน่วยงานอื่นที่เกี่ยวข้องหรือที่ได้รับมอบหมาย

กลุ่มมาตรฐานการวัดทางนิวเคลียร์และรังสี มีหน้าที่รับผิดชอบ ดังนี้
1. ดำเนินการเกี่ยวกับมาตรฐานและระบบคุณภาพห้องปฏิบัติการสอบเทียบทางรังสี กัมมันตรังสี และวัสดุนิวเคลียร์ของประเทศ
2. พัฒนาความสามารถด้านการวัดรังสี กัมมันตรังสี และวัสดุนิวเคลียร์ ให้มีมาตรฐานทัดเทียมกับนานาประเทศ
3. จัดทำแผนแม่บทมาตรวิทยาทางรังสีก่อไอออนของประเทศ
4. ถ่ายทอดค่ามาตรฐานและสอบย้อนกลับไปยังหน่วยวัดสากลทางรังสี กัมมันตภาพรังสี และวัสดุนิวเคลียร์ ให้กับหน่วยงานภายในและภายนอกประเทศ
5. บำรุงรักษาและพัฒนาฐานข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับมาตรฐาน การสอบเทียบและรับรองทางรังสี กัมมันตภาพรังสี และวัสดุนิวเคลียร์ของประเทศ

กลุ่มพัฒนาด้านความปลอดภัย มีหน้าที่รับผิดชอบ ดังนี้
1. วิจัยและพัฒนาด้านความปลอดภัยสำหรับการกำกับดูแลความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และรังสี
2. ผลักดันงานวิจัยและพัฒนาที่มีศักยภาพ เพื่อต่อยอดสู่การกำกับดูแลความปลอดภัย อย่างเป็นรูปธรรม
3. พัฒนาความเข้มแข็งและความร่วมมืออย่างยั่งยืนของเครือข่ายวิจัยทั้งในและต่างประเทศ
4. ปฏิบัติงานสนับสนุนการดำเนินงานตามพันธกรณีของสนธิสัญญาว่าด้วยการห้ามทดลองนิวเคลียร์โดยสมบูรณ์ รวมทั้งพันธกรณีและข้อตกลงอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง

กลุ่มเฝ้าตรวจกัมมันตภาพรังสี มีหน้าที่รับผิดชอบ ดังนี้
1. ติดตามตรวจวัดและเฝ้าระวังกัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อม เพื่อความปลอดภัยของประชาชนและสิ่งแวดล้อม ทั้งในสภาวะปกติและภาวะฉุกเฉินทางรังสี
2. ประเมินการได้รับรังสีและผลกระทบทางรังสีที่มีต่อประชาชนอันเนื่องมาจากกัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อม และการดำเนินกิจกรรมทางรังสีของสถานปฏิบัติงานทางรังสีทั้งภายในและภายนอกประเทศ
3. บำรุงรักษาและถ่ายทอดเทคโนโลยีการประเมินผลกระทบทางรังสี
4. จัดทำเกณฑ์กำหนดและค่าพื้นฐานของกัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อม
5. บริหารจัดการเครือข่ายการเฝ้าระวังทางรังสี และศูนย์ข้อมูลทางรังสีในสิ่งแวดล้อม

กลุ่มประเมินค่าปริมาณรังสี มีหน้าที่รับผิดชอบ ดังนี้
1. ดำเนินการเก็บบันทึกประวัติการได้รับรังสีของบุคคล (คนไข้ ประชาชน และผู้ปฏิบัติงาน) รวมทั้งจัดทำฐานข้อมูลการได้รับรังสี เพื่อสนับสนุนการกำกับดูแล
2. ตรวจวัดและประเมินค่าปริมาณรังสีจากภายในร่างกาย ผู้ปฏิบัติงานทางรังสีในสถานปฏิบัติการที่ขออนุญาตมีไว้ในครอบครองซึ่งวัสดุกัมมันตรังสี และสถานปฏิบัติการทางนิวเคลียร์และผู้เกี่ยวข้อง ตลอดจนประชาชนที่มีโอกาสได้รับสารรังสีเข้าสู่ร่างกาย ทั้งจากสภาวะปกติและอุบัติเหตุฉุกเฉินทางรังสี
3. จัดทำระบบฐานข้อมูลประวัติการได้รับรังสีภายในร่างกายของผู้ปฏิบัติงานทางรังสี
4. เสนอแนะให้คำปรึกษาด้านเทคนิค วางแผนโปรแกรมการตรวจวัดและประเมินค่าปริมาณรังสีจากภายในร่างกาย ให้กับผู้ขออนุญาตมีไว้ในครอบครองซึ่งวัสดุกัมมันตรังสี และสถานปฏิบัติการทางนิวเคลียร์
5. ดำเนินการเกี่ยวกับ Biological Dosimetry

กลุ่มสนับสนุนทางเทคนิคด้านความมั่นคงและพิทักษ์ความปลอดภัย มีหน้าที่รับผิดชอบ ดังนี้
1. วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจวิเคราะห์วัสดุนิวเคลียร์ รวมทั้งวัสดุกัมมันตรังสี ตลอดจนสร้างคลังข้อมูลอ้างอิง เพื่อสนับสนุนการกำกับดูแลความมั่นคงและพิทักษ์ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์
2. สนับสนุนและปฏิบัติการเชิงเทคนิคเกี่ยวกับการกำกับดูแลความมั่นคงปลอดภัย รวมทั้งการวิจัยและพัฒนาด้านพิทักษ์ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์
3. พัฒนามาตรฐานสำหรับการกำกับดูแลความมั่นคงและการพิทักษ์ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์
4. ตรวจพิสูจน์เอกลักษณ์ทางนิวเคลียร์และรังสี เพื่อสนับสนุนงานนิติวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์
5. ประสานจัดทำแผนความมั่นคงปลอดภัยทางนิวเคลียร์ระดับชาติและนานาชาติ

กลุ่มวิศวกรรมนิวเคลียร์และบำรุงรักษาเครื่องมือ มีหน้าที่รับผิดชอบ ดังนี้
1. บริหารจัดการฐานข้อมูลและแผนการบำรุงรักษาพร้อมกับแผนงบประมาณสำหรับเครื่องมือ อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ของสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ
2. ประเมิน ตรวจสอบ และบำรุงรักษาเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ของสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ เพื่อเสนอความเห็นประกอบในการซ่อมแซมหากจำเป็น และให้เครื่องมือมีสภาพสมบูรณ์พร้อมใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3. วิจัยและพัฒนาเครื่องมือและอุปกรณ์เพื่อสนับสนุนการกำกับดูแลของสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ รวมไปถึงเทคนิคการใช้งานและการซ่อมบำรุงรักษา
4. สนับสนุนการวิเคราะห์ข้อมูลความต้องการเครื่องมือและอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ของสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ

กระบวนงานหลัก:
พัฒนามาตรฐานการรักษาความมั่นคงและพิทักษ์ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์
ตรวจพิสูจน์หลักฐานทางนิวเคลียร์และรังสีรวมถึงพัฒนาเครือข่ายด้านนิติวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์
การจัดหา พัฒนา และสถาปนา หน่วยวัดอ้างอิงของชาติด้านการวัดปริมาณรังสีและกัมมันตภาพรังสี รวมถึงค่าความไม่แน่นอนด้านการวัดและการสอบเทียบตามข้อกำหนด ISO/IEC-17025 ของห้องปฏิบัติการสอบเทียบ
พัฒนาขีดความสามารถด้านการวัดปริมาณรังสี กัมมันตภาพรังสี และวัสดุนิวเคลียร์ ให้ทัดเทียมกับนานาประเทศ โดยผ่านเครือข่ายความร่วมมือด้านมาตรฐานทางรังสีของ IAEA และในฐานะสมาชิกองค์กรมาตรวิทยาในภูมิภาคเอเซียแปซิฟิก APMP
สอบย้อนกลับหน่วยวัดอ้างอิง ไปยังหน่วยวัดสากลทางรังสี กัมมันตภาพรังสี และวัสดุนิวเคลียร์ และถ่ายทอดค่าอ้างอิง ผ่านการสอบเทียบเครื่องวัดรังสีให้กับหน่วยงานภายในประเทศ
การวิจัยและพัฒนาด้านความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และรังสี
ตรวจวัดปริมาณรังสีและประเมินค่าปริมาณรังสีจากภายในร่างกาย
ติดตามตรวจวัดและเฝ้าระวังกัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อมเพื่อความปลอดภัยของประชาชนและสิ่งแวดล้อม ทั้งในสภาวะปกติและภาวะฉุกเฉินทางรังสี
ศึกษา วิเคราะห์ วิจัย และพัฒนาองค์ความรู้เทคโนโลยีและมาตรฐานด้านความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และรังสี