该实验室于2010年由国家科技部验收并正式运行，由教育部认定，依托北京大学物理学院，叶沿林教授担任主任。其历史可追溯至1955年建立的我国首个高校核科技人才培养基地（北京大学技术物理系），已培养包括11位院士在内的数千名高级人才。实验室固定人员65人，科研实力雄厚，拥有方守贤院士、沈文庆院士等4位中科院院士，以及多名国家杰出青年基金获得者、长江学者和973首席科学家，形成了以粒子物理与核物理、核技术及应用、理论物理三个国家重点学科为骨干的核心研究力量。

核心研究方向：聚焦放射性核束物理、强子物理、先进粒子加速器技术、核技术应用四大主流方向，这些方向相互关联，已形成有机整体。
学科与人才培养平台：所依托的三个学科均设有完整的硕士点、博士点及博士后流动站，是培养基础物理、核科学与技术以及多学科交叉高层次研究型人才的重要基地。
总体目标：依托北京大学多学科优势，致力于建设成为高水平、多学科交叉的基础研究基地，针对学科前沿及国家重大需求，开展创新性研究，获取原始创新成果和自主知识产权。