用化学方法和实验核物理技术研究低能核反应的核化学分支学科。低能核反应是指入射粒子的能量低于108电子伏的核反应，产生的出射粒子粒目一般最多是3～4个。核反应的大部分研究工作都集中在此能区。
简史1934年法国F.约里奥－居里和I.约里奥－居里用钋的α粒子轰击铝，发现人工放射性。在他们的工作中，除了直接用计数管测量被α粒子照射后的靶核的放射性外，还第一次用化学方法分离了核反应产生的放射性核素磷30，从而确证了人工核反应的发生。这一工作是低能核化学的开端。
裂变现象的发现，是用化学的理论和方法研究核反应取得巨大成功的最著名例子。1938年德国的O.哈恩等用放射化学分离分析技术证实了中子照射铀后得到的一些产物，是位于元素周期表中部的一些元素，如钡、镧、锶、钇、氪、氙等。这是铀核在中子轰击下发生了裂变的结果。
概述低能核化学的研究对象是低能核反应。通过对低能核反应的激发函数、角分布和出射粒子的能谱等的测量、研究，可以获得有关核结构和低能核反应机理等方面的知识。
在核反应的研究中，对供照射用的样品（靶材料）的要求十分严格。例如，在反应截面的精确测定中要求靶材料纯度很高，靶材料应薄而均匀，在粒子束的轰击下不挥发、不分解；当轰击粒子是重离子或在研究反冲核的射程和角分布时，要求靶材料均匀地铺成接近于单分子层的薄层；在某些反应截面很小的场合，要求靶材料的同位素丰度高于天然丰度，甚至是纯靶核素（称为富集靶）；在超重核的合成中须用超铀元素（如镅、锔、锿等）做靶，制靶已成为一门专门的技术，称为靶化学。
对于给定的入射粒子和靶核，能够发生的核反应往往不止一种。入射粒子能量提高，则开放的反应道增加，核反应产物更复杂。需要对反应产物进行放射化学分离，根据产物的化学性质确定元素种类，根据产物的衰变子体确定质量数。用在线质谱仪和高灵敏度的X射线能谱仪可直接测定产物核的质量数和核电荷数，部分地取代放射化学分离分析工作。
核反应截面的测定有相当一部分是用核化学方法进行的。当入射粒子的束流强度给定时，用核辐射探测器测量出射粒子的强度，可以计算出反应截面；但不能区别由不同反应出射的同种粒子，例如（α，n）反应和（α，2n）反应。通过放射化学分离分析步骤确定产物核的数目，不但可以求得反应截面，而且能同时求出多个核反应的截面。这一方法在核反应研究中起过很大作用，目前仍在应用。