我院大力弘扬和践行“两弹一星”精神和新时代科学家精神，科学研究坚持顶天立地、协同创新的原则，紧紧围绕我国核工业、国防、医疗卫生事业和经济建设等重大需求开，瞄准国际前沿放射医学与辐射防护的重大科学问题，围绕放射生物效应及机理、先进放射诊断和治疗、辐射防护等3个重点研究方向开展高水平前沿研究。学院下设放射生物学研究中心、分子影像与核医学研究中心、辐射纳米毒理学研究中心、辐射防护与安全研究中心、多模态辐射技术研究中心、核能环境放射化学研究中心、定量生物与医学研究所、靶向放射药物创新和转化中心等七个中心和一个研究所，科研团队专业结构合理，涵盖放射医学、辐射防护、放射化学、核物理、临床医学、核科学与技术、材料学等多学科领域。

     十三五以来，学院承担了省部级以上科研项目120多项，70 %以上为国家级项目。其中柴之芳院士主持的国家自然基金重大项目是苏大零的突破。十三五期间获得主持的国家自然基金重大、重点、联合重点、国际合作、杰青、优青项目，以及国家核能开发、重点研发计划、重大科学研究计划、重大科学仪器专项、核能聚变专项等共计19项，合计科研经费约2.7亿元。发表高水平论文650多篇，包括Nature子刊、PNAS、JACS等国际顶级期刊。2019年论文引用次数高达9431次。柴之芳院士2018年、2019年两度入选爱思唯尔（Elsevier）中国高被引学者（Most Cited Chinese Researchers）榜单，杨凯、李瑞宾教授分别入选2018年、2019年中国高被引学者榜单。2018年建成省部共建“放射医学与辐射防护”国家重点实验室，实验室面积20000多平米，各类仪器设备总价值达1.6亿元，是江苏省目前唯一一个省部共建国家重点实验室。2019年，放射医学与辐射防护国家重点实验室成为江苏省科普教育基地和苏州市第二十一批科普教育基地。已经具备承担国家重大、重点研发任务的能力。