La misión del Instituto, tal como se encuentra plasmada en su reglamento interno, es contribuir al desarrollo de las ciencias nucleares para obtener una mejor comprensión del Universo, así como acrecentar el avance tecnológico y cultural del País. Más en general, en el Instituto se realizan investigaciones en áreas que van desde la química de radiaciones y la dosimetría, hasta la física de plasmas, la física nuclear y molecular, la física de altas energías, la gravitación y las teorías de campos. La visión del Instituto es el desarrollar un espacio que permita la investigación científica básica en un marco de excelencia académica y libertad de investigación en todas las áreas antes mencionadas.

Además de la investigación básica, otra labor fundamental de cualquier instituto de investigación, y en particular de un instituto que se encuentra al interior de una institución de educación superior como lo es la UNAM, es la docencia y formación de recursos humanos. Los académicos del ICN imparten constantemente cursos en las facultades de Ciencias, Química e Ingeniería, y nuestro Instituto es sede de los posgrados de Astronomía, Física y Química. Actualmente hay cerca de 150 estudiantes asociados al ICN, quienes realizan ya sea su servicio social, o su tesis de licenciatura, maestría y doctorado bajo la asesoría de nuestros académicos.

Nuestro Instituto es también pionero en la UNAM en haber creado una Unidad de Difusión y Divulgación, cuya tarea es dar a conocer al público en general las investigaciones que se llevan a cabo en él. El Instituto de Ciencias Nucleares tiene los siguientes objetivos generales:

Realizar investigación teórica, experimental y aplicada en los programas académicos siguientes: Estructura de la Materia, Física de Altas Energías, Física de Plasmas, Gravitación y Teoría de Campos, Interacción de la Radiación y Materia, Química de Plasmas, Química de Radiaciones, Radioquímica y Dosimetría.

Contribuir a la formación de profesionistas e investigadores, mediante la impartición de cursos y la dirección de trabajos de tesis en los programas de licenciatura y posgrado de la UNAM que son afines a las especialidades del Instituto.

Actuar como entidad participante del Programa de Estudios de Posgrado en Ciencias Físicas, el Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Químicas, el Posgrado en Astronomía, así como en otros programas en áreas afines a las especialidades del Instituto.

Difundir los resultados de las investigaciones que se realizan en el Instituto, mediante la organización, promoción y participación en reuniones de trabajo nacionales e internacionales.

Contribuir al desarrollo de las ciencias nucleares, promoviendo que los conocimientos generados en las áreas de investigación del Instituto, así como en otras instituciones afines, sean utilizados para impulsar el desarrollo tecnológico del País.

Prestar servicios técnicos, en los asuntos de su competencia, a las diversas dependencias de la UNAM y a instituciones públicas y privadas.