Общая радиохимия - исследует физико-химические закономерности поведения радионуклидов и радиоактивных элементов, их состояние в ультрамалых концентрациях в растворах, газах и твердых веществах; распределение нуклидов между веществами и фазами при осаждении адсорбции, ионном и изотопном обменах; электрохимию радиоактивных элементов.

Химия ядерных превращений - изучает реакции атомов — продуктов ядерных превращений и химические изменения радиоактивных веществ под действием собственного излучения, а также разрабатывает методы получения, концентрирования и выделения радионуклидов.

Идентификация продуктов ядерных реакций радиохимическими методами — важная задача ядерной химии — науки, которая устанавливает взаимосвязь между превращениями ядер атомов и физико-химическими свойствами вещества.

Химия радиоактивных элементов - изучает реакции элементов, не имеющих стабильных изотопов (Tc, Pm, Po, At, Rn, Fr, Ra, Th, Pa, U), трансурановых элементов, водородоподобных атомов (мюония, позитрония), так называемых мезоатомов. C последним направлением тесно связана мезонная химия.

Прикладная радиохимия включает в себя технологию ядерного горючего, синтез меченых соединений и применение радионуклидов в качестве индикаторов и источников излучений и энергии.