Die NAZ ist als Fachstelle des Bundes insbesondere für Ereignisse mit vermuteter oder erhöhter Radioaktivität zuständig, bei denen eine Gefährdung für Bevölkerung und Umwelt besteht oder bestehen kann. Die Bandbreite der Ereignisse ist dabei sehr gross. Sie reicht von radiologischen Betriebs- und Transportunfällen über Störfälle in in- und ausländischen Kernkraftwerken bis zu Kernwaffenexplosionen bzw. -unfällen. In jüngerer Zeit muss sich die NAZ auch vermehrt mit diversen Formen des Nuklearterrorismus auseinandersetzen.

Bei all diesen Ereignissen beschränkt sich die Tätigkeit der NAZ nicht nur auf die frühzeitige Warnung der Behörden und die rechtzeitige Alarmierung der Bevölkerung. Als eigentliche Fachstelle ist die NAZ auch zuständig für die Erfassung der radiologischen Lage und die Beurteilung der notwendigen Schutzmassnahmen. In Fällen hoher Dringlichkeit kann sie in eigener Kompetenz die notwendigen Verhaltensanweisungen anordnen.

Die NAZ ist der permanente Kern einer grösseren Organisation, der Einsatzorganisation des Bundes. Diese verfügt über zahlreiche Messmittel bei Partnerorganisationen von Bund und Kantonen. Im Ereignisfall kann die NAZ diese zur Erfassung der radiologischen Lage einsetzen.

Gegenüber dem Ausland, u.a. für die Internationale Atomenergie Agentur (IAEA), ist die NAZ zudem die Kontakt- und Fachstelle. So wird die NAZ über Ereignisse im Ausland orientiert. Umgekehrt ist sie aber auch verpflichtet, Ereignisse in der Schweiz, welche das Ausland in irgend einer Weise betreffen könnten, zu melden.

Zu den weiteren Tätigkeiten der NAZ im Bereich Radioaktivität gehört auch der Unterhalt der Stoffdatenbank Hazmat Suisse, die auch Informationen zu radioaktiven Nukliden enthält.