本书按内容共分为九个部分：第一章是“叩开核世界的大门”，介绍了原子学说的起源和发现，核科学发展的重要事件。第二章是“‘两弹一艇’壮国威”，介绍了原子弹、氢弹研制的过程。第三章是“魅力核电”，介绍了世界和我国能源格局、核电发展的历程和现状，核电站的基本原理和安全保障措施。第四章是“辐射与安全”，介绍了辐射的基本概念，对人体的影响和防护措施。第五章是“神奇的核技术”，介绍了同位素与辐射技术在与人类生活息息相关的现代工业、农业、医学、环境保护等方面的广泛应用。第六章是“核科技的未来”，介绍了核科学技术在关注资源匮乏、环境恶化等世界面临的挑战，努力寻求改善人们生活质量和促进社会的可持续发展方面的重要作用。第七章是“热点聚焦”，选取目前社会关注的几个热点问题进行科学解读。附录一是“核领域的诺贝尔奖获得者”，介绍了1896年以来，获得诺贝尔奖的核物理学家、核化学家的杰出成就。附录二是“两弹元勋”，介绍了中共中央、国务院、中央军委表彰的为我国核武器事业做出突出贡献的十一位科学家的历史贡献。