Los principales organismos intergubernamentales son: el Organismo Internacional de Energía Atómica, la Agencia de Energía Nuclear de la OCDE y el EURATOM.
El más importante de ellos es el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). Es un organismo intergubernamental que fue creado bajo los auspicios de las Naciones Unidas en 1956. Su estatuto entró en vigor en julio de 1957 y en octubre del mismo año se celebró su primera Conferencia General. Su sede está en Viena.
Forman parte del Organismo 112 Estados (dato de finales de 1991), cuyos representantes se reúnen anualmente en una Conferencia General, la cual constituye el supremo órgano rector del Organismo. Como órgano subordinado a él está la Junta de Gobernadores, formada por 35 miembros, en representación de otros tantos Estados. El Organismo tiene un cuerpo de funcionarios propio, formado por personal procedente de los Estados miembros.
Las misiones principales del Organismos son: formulación de recomendaciones sobre seguridad nuclear y protección radiológica; comprobación de que no se emplean en aplicaciones explosivas aquellos materiales fisionables destinados a usos pacíficos; intercambio de información; asistencia técnica, fomento de los usos pacíficos de la energía nuclear; realización de investigaciones.
Sobre el tema de la seguridad nuclear, el Organismo formula una gran cantidad de recomendaciones en forma de guías de seguridad, códigos de práctica, manuales, etc., que sirven de base para la redacción de reglamentos y guías por parte de los Estados miembros. Ha constituido, además el Grupo Internacional de Evaluación de la Seguridad Nuclear, que está encargado de formular la doctrina del Organismos en, materia de seguridad nuclear, y el Grupo de Revisión de la Evaluación de la Seguridad operativo, encargado de verificar el cumplimiento práctico de esta doctrina.
Dependiendo de la Organización de Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE), existe la Agencia de Energía Nuclear de la OCDE (NEA), formada por sus 24 Estados miembros, la cual se constituyó en 1987 y cuyo estatuto entró en vigor el año siguiente. Su sede está en París. La NEA no tiene autonomía propia sino que actúa como órgano subordinado a la OCDE aunque con cierta dependencia funcional. Está regida por un Comité de Dirección. Bajo la autoridad de un director general existen cuatro direcciones técnicas: ciencias y técnicas nucleares; desarrollo tecnológico; seguridad nuclear; protección radiológica y gestión de residuos radiactivos. La dirección de seguridad nuclear formula recomendaciones y efectúa estudios, así como constituye comités de expertos para realizar evaluaciones concretas.
La Comunidad Europea de Energía Atómica (EURATOM) no es realmente un organismo internacional sino una asociación de Estados en el marco de un tratado internacional. El Tratado de Euratom fue firmado en 1957 por sus seis Estados fundadores, a los que más adelante se agregaron otros hasta constituir los doce miembros actuales. Estos doce Estados son partes también de otros dos tratados por los que se constituyeron la Comunidad Europea del Carbón y del Acero (CECA), y la Comunidad Económica Europea (CEE); el Acta Unica, firmada entre ellos en febrero de 1 986, ha establecido un nexo entre los tres tratados y una mayor homogeneización entre sus órganos de gobierno, con lo que EURATOM, CECA y CEE han quedado unidos formando la Comunidad Europea (CE). A diferencia de los organismos internacionales antes mencionados, que solamente pueden formular recomendaciones ya que no tienen autoridad sobre sus miembros, la CE ha recibido determinadas atribuciones de los suyos, lo que la faculta para establecer directivas que obligan a los países de la Comunidad.
Por su parte la industria nuclear, tratando de maximizar la seguridad y la fiabilidad de las centrales nucleares, creó en 1989 un organismo internacional de carácter no estatal que se ocupa de reforzar los lazos de cooperación entre los explotadores de centrales nucleares y de intercambiar datos sobre la experiencia en la explotación. Recibe el nombre de Asociación Mundial de Explotadores Nucleares (World Association of Nuclear Operators, WAND).
La Asociación está estructurado en cuatro centros regionales (Atlanta, Moscú, París y Tokio) y un centro de coordinación en Londres. Está regida por una Asamblea General, de la que forman parte todos los miembros, y un Consejo de Administración, constituido por 13 Consejeros.