จุดเริ่มต้นของการนำนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในประเทศไทยเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ พ.ศ. 2504 รัฐบาลในยุคนั้นเห็นความจำเป็นของการนำนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์จนกระทั่งวันที่ 27 ตุลาคม พ.ศ. 2505 จึงมีการนำเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูวิจัยมาติดตั้งณ อาคารปฏิกรณ์ สำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ ในขณะนั้นซึ่งนับเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาวิจัยและพัฒนาการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในการพัฒนาประเทศชาติต่อมาได้มีการกำหนดให้งานควบคุมและกำกับดูแลกับงานวิจัยพัฒนาและการนำนิวเคลียร์ไปใช้ประโยชน์แยกออกจากกันอย่างชัดเจนกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ในขณะนั้นจึงได้จัดตั้งสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สทน.
ซึ่งเป็นหน่วยงานที่แยกออกมาจากสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ โดยจัดตั้งตามพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) พ.ศ. 2549 ปัจจุบันสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) เป็นหน่วยงานประเภทองค์การมหาชนในกำกับ กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์วิจัยและนวัตกรรม ปฏิบัติงานด้านการวิจัย พัฒนาการส่งเสริมการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนิวเคลียร์ ตลอดจนการให้บริการด้านเทคโนโลยีนิวเคลียร์มาอย่างต่อเนื่องจนถึงวันนี้เป็นเวลา 17 ปี ใน วันที่ 21 เมษายน 2566 นี้