Le CEA a pour mission, en application de l'article L. 332-2 du code de la recherche, conformément aux directives du Gouvernement précisées par le Comité de l'énergie atomique :
1° De mener les recherches et activités nécessaires à l'utilisation de l'énergie nucléaire à des fins de défense nationale, en particulier dans le cadre du programme de dissuasion nucléaire français, ainsi qu'à la maîtrise de ses effets, en vue notamment :
- de contribuer à la réalisation des systèmes d'armes utilisant l'énergie nucléaire à des fins militaires, dont principalement les armes nucléaires et les chaufferies équipant les navires de guerre à propulsion nucléaire ;
- d'assurer des activités connexes dans les domaines des effets des armes et de la lutte contre la prolifération et le terrorisme nucléaire ;
- de veiller à ce que soit assuré l'approvisionnement des utilisateurs en matières premières nucléaires.
A cette fin, le CEA assure, directement ou selon les modalités prévues au 2° de l'article 3, la production, la transformation, le stockage, le transport et le commerce des matières premières nucléaires ainsi que toutes opérations s'y rattachant ;
2° De mener toutes autres recherches et activités nécessaires à l'utilisation de l'énergie nucléaire et à la maîtrise de ses effets en vue notamment :
- d'apporter aux pouvoirs publics et aux industriels les éléments d'expertise et d'innovation pour assurer une production d'électricité nucléaire durable, sûre et économiquement compétitive ;
- d'apporter aux pouvoirs publics les éléments d'expertise nécessaires à l'élaboration et à la conduite des politiques nationale et internationale de sécurité nucléaire ;
3° De mener des recherches et activités dans le domaine des nouvelles technologies de l'énergie, particulièrement lorsque les compétences qu'il a développées dans le domaine du nucléaire civil et militaire lui apportent un avantage compétitif ;
4° De contribuer, au service de la compétitivité de la France, au développement technologique et au transfert de connaissances, de compétences et de technologies vers l'industrie, notamment dans le cadre régional, ainsi qu'à la valorisation des résultats des recherches qu'il mène ;
5° De développer la recherche fondamentale, appliquée et technologique dans ses domaines d'activité ;
6° De contribuer à la veille scientifique et à la mise en œuvre de la stratégie nationale de la recherche ;
7° De contribuer à l'effort national d'éducation et d'enseignement supérieur et de développer la diffusion de l'information scientifique et technologique ;
8° De suivre l'évolution scientifique, technique et économique à l'étranger se rapportant à ses activités en vue d'éclairer le Gouvernement, notamment dans la négociation des accords internationaux, et de contribuer à la mise en œuvre de la politique internationale de la France dans son domaine de compétence.