清华大学核能与新能源技术研究院(简称核研院)筹建于1958年，始建于1960年1月。早期称清华大学原子能基地，1962年起更名为清华大学试验化工厂（简称试化厂）。1979年4月经学校批准更名为核能技术研究所（简称核能所）。1990年11月10日，经国家教委批准更名为核能技术设计研究院（简称核研院）。2003年9月经清华大学2003-2004学年度第1次校务会议讨论通过，更名为核能与新能源技术研究院（简称核研院）。更名后原有设计院资质保留，名称仍为“清华大学核能技术设计研究院”。

核研院俗称“200号”，这是屏蔽试验反应堆最初在校内基建项目的编号。1964年，清华大学有关专业师生建成了屏蔽试验反应堆，完成了动力堆屏蔽等实验，这是我国第一座自行研究、设计、调试、运行的核反应堆，为我国核能事业的发展做出了重要贡献。1989年11月，核研院设计建设的5兆瓦低温核供热试验反应堆建成并运行成功，它是世界上首座投入运行的“一体化自然循环壳式供热堆”，也是世界上第一座采用新型水力驱动控制棒的反应堆，至今已完成了核能热电联供、低温制冷和海水淡化等一系列试验。基于5兆瓦低温堆成功运行的经验，核研院开展了NHR200-I的研发和初步设计，于1996年获得国家核安全局颁发的建造许可证。并在此基础上，面向民用供热和工业蒸汽市场需求，于2016年完成了NHR200-II初步设计和工程验证试验。国家能源局已于2018年1月同意NHR200-II核能供暖示范项目开展前期工作。核研院负责承担的国家“863”高技术研究与发展计划项目10兆瓦高温气冷实验反应堆，于1995年6月开始动工兴建，2000年12月建成达到临界，2003年1月实现满功率并网发电。模块式球床高温气冷堆被国际核能界公认为第四代先进核能系统的首选堆型之一。这座先进反应堆的建成，使我国成为世界上为数不多的掌握了高温气冷堆技术的国家之一。核研院积极推进固有安全先进核能系统技术的进一步发展和转化。2006年 200兆瓦高温气冷堆核电站示范工程列入了“2006-2020国家中长期科技发展规划”的科技重大专项，核研院成为我国教育系统唯一承担国家科技重大专项总体任务的单位。位于山东石岛湾的200兆瓦国家科技重大专项—高温气冷堆核电站示范工程，已经完成了示范工程的建造、调试，并于2021年8月20日获得了由国家核安全局颁发的运行许可证，2021年12月20日成功实现首次并网发电，2022年12月，两个模块反应堆达到初始满功率，实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行，2023年12月，高温堆示范工程宣布商运投产。这是世界首个实现工业规模的第四代核能系统，在安全高效发电、高温工艺热应用、核能制氢等方面具有突出优势。宽能谱超高通量试验堆（Tsinghua High Flux Reactor，简称THFR）项目是核研院承担的又一项国家重大科技攻关任务，2021年11月被明确列入国家“十四五”重大科技基础设施优先项目。THFR将建设一座具有国际先进水平的高通量反应堆装置及配套设施，为核燃料和材料辐照考验、放射性同位素生产和中子学研究提供国际领先的辐照试验和研究条件，满足自主化先进核能系统研发中的各种辐照需求，具备生产重要稀缺核素以及高比活度医用同位素的能力，填补我国超高通量反应堆中子源的空白，解决国家核能及核技术发展的“卡脖子”问题，形成国际先进水平的中子科学基础研究平台，建成世界一流的核能与中子学研究中心，为推动我国相关领域重大发展提供强力支撑。项目选址山东省威海市清华大学（荣成）先进核能技术科研基地园区，建设周期5年，计划2029年建成。项目得到了国家发改委、教育部、中核集团、山东省、威海市、荣成市的大力支持，目前已完成可行性研究报告编制，并通过教育部组织的部门评审，可研报告即将上报国家发改委。

核研院的核化学化工学科，在上世纪60年代，完成了从辐照燃料里面提取钚的水法溶剂萃取技术研究（712工程），进行了多次热验证实验，提取了若干产品。该技术很快在我国国防中得到应用，并迅速达到国际先进水平，为两弹一星事业做出了重要的贡献，与此同时，也为国家培养了一大批核燃料后处理专业的科技骨干人才。目前核化学化工学科拥有配备两个热室的甲级放化实验室和一大批仪器设备。建有核化学与放射化学基础、先进后处理工艺以及先进核化工装备等研究平台，聚焦核化学化工高端人才培养与先进后处理技术研发。近年来，取得了国际领先水平的分离高放废液的中国“TRPO流程”等重大成果。

核研院的核技术学科，建立于上世纪60年代。“九五”研发成功国际首套“钴-60集装箱检查系统” 受到国内外专家的高度评价，并成功实现产业化。“十五”研发成功“钴-60大型客体CT检测系统”，是世界首套具备物性判别功能的集装箱检测系统。目前，紧密围绕国家重大安全需求，核研院正在承担核能开发专项项目“核设施出入口车辆安检系统”、重大专项课题“反应堆堆测量系统”、北京冬奥直通式车辆安检系统、高精度DR/CT检测系统等科研项目，取得了一系列具有完全自主知识产权的成果，在国防、核能、工业、海关、交通、公共安全等领域具有广阔应用前景。

核研院核环境学科，始建于上世纪60年代，涵盖放射性废液处理、放射性固体废物处理处置、放射性气体净化、核污染环境修复等内容，建立了放射性废液处理实验室、放射性固体废物处理实验室、钴源实验室、放射性气体净化实验室等，承担多项军工核设施退役三废治理专项、国家科技重大专项、国家自然科学基金、863计划等项目。在放射性废液处理领域达到国际领先水平，形成了放射性“近零”排放（除氚外）的关键材料与技术装备，建立了示范工程。在电子束辐照处理污染物方面，建成了我国第一个电子束处理印染废水的工程，在国内外产生了广泛影响。在放射性废气净化和放射性固体处理方面，获得了一流研究成果。

核研院的能源系统分析研究学科，成立于1980年，是国内最早开展能源软科学研究的团队，1992年以核研院能源系统分析研究室为基础联合经济管理学院成立了清华大学技术经济与能源系统分析研究所，1999年后改名为清华大学环境经济研究所。特色学科研究方向是能源管理与应对气候变化政策。作为重要的能源与应对气候变化智库，核研院长期为国家发改委、生态环境部、国家能源局、工业与信息化部等部门提供政策咨询服务。

核研院的新能源学科，始于上世纪九十年代初期，先后开展了镍氢电池、燃料电池和锂离子电池及材料的研发，2005年以后又开展了生物质能和生物化工的研究。目前，已经具备进行材料化学合成、锂离子电池试验装配、燃料电池电堆组装及系统集成、生物质发酵制备乙醇燃料研究和生物煤油炼制的研发能力。

核研院建立了完整的核科学与技术学科体系，是我国高等教育系统规模最大的科研与设计单位。截至2024年3月，目前在编教职工397人，正高级职称78人，副高级职称194人，在站博士后63人。核研院不仅是科研基地，也是人才培养基地。现有6个博士学位授予点，7个硕士学位授予点，一个博士后流动站。建院以来，相继建成了四座实验核反应堆，拥有反应堆工程与安全教育部重点实验室、核燃料研究实验室等一批高水平研究平台，并建成先进反应堆工程实验室、国核能源实验室两个特大型具有世界先进水平的实验室，是教育部先进核能技术协同创新中心、核电技术工程研究中心、先进核能技术集成攻关大平台的承担和实施主体。在核能科学与工程、核化学化工、核技术、核环境、能源系统分析研究、新能源等领域取得了国内外瞩目的成果，对我国国民经济和国防建设发挥了重要作用。建院60余年以来，核研院完成了几十项国家重点科研任务，取得了一批重要科研成果。1990年12月，核研院荣获国家教委、国家科委命名的“全国高等学校科技工作先进集体”称号。1992年4月，荣获中华全国总工会命名的“全国先进集体”称号。2001年7月，核研院党委荣获中组部命名的“全国先进基层党组织”称号。2011年2月，核研院荣获由中华人民共和国科学技术部授予的“十一五”国家科技计划执行优秀团队奖。2012年，核研院荣获全国总工会授予的“全国工人先锋号”称号。2018年1月，“核科学与技术”教师团队获首批全国高校黄大年式教师团队称号。2018年3月，核研院荣获由中国核学会授予的“2017-2018年度中国核科普先进单位”称号。2021年10月，清华大学高温气冷堆团队获得了，由教育部提名的，由中组部、中宣部、人社部、科技部联合颁发的，第六届“全国专业技术人才先进集体”称号。2021年11月，我院王大中院士荣获2020年度国家最高科学技术奖。