核材料主要包括以下幾類：
核燃料。包括裂變燃料和聚變燃料。裂變燃料主要是鈾（如U-235和U-238）、鈈（Pu-239）等放射性元素，這些材料能夠在裂變反應中釋放能量。聚變燃料主要包括輕核如氘（D）、氚（T）和鋰-6（6Li），這些材料能夠在聚變反應中釋放巨大的能量。
核工程材料。用於構建和維護核反應堆的材料，包括反應堆結構材料、元件包殼材料、反應堆控制材料、慢化劑、冷卻劑、屏蔽材料等。這些材料能夠承受極端條件和輻射影響，例如特種鋁合金、鈹、特種不鏽鋼、特種陶瓷和高分子材料等。
核能用材料。如重水(D2O)等，用於特殊用途，例如作爲冷卻劑或慢化劑。
此外，還包括電子材料、航空航天材料和建築材料等，這些材料雖然在廣義上可以被視爲核材料，但通常是指在其特定應用中與核科學和工程相關的材料。