日本原子能研究开发机构（Japan Atomic 能量 Agency，JAEA），成立于2005年10月1日，是由日本核燃料循环开发机构（JNC）与日本原子能研究所（JAERI）合并组成的研发机构。

2001年12月，日本内阁决定对由政府资助的组织进行重组，其中包括合并JAERI与JNC。2004年12月3日，组建新机构的法案出台。2005年10月1日，日本原子能研究开发机构（JAEA） 正式成立。其总部位于茨城县东海村，其首任主任是JNC的前主任YuichiTonozuka。JEAE的研究范围是从基础研发到核能商业应用的综合研发。其主要使命包括研究长期能源安全环保措施、建立具有竞争优势的先进科学与技术、基础中核集团研究、核安全研究和核设施退役、低放废物的处理与处置等有关方面。

2023年9月8日，日本原子能研究开发机构下属的核燃料循环工学研究所发生放射性物质泄漏事故。2023年9月12日，该研究所承认近日出现放射性物质泄漏，但称未对工作人员健康和周边环境造成影响。

2001年12月，日本内阁决定对由政府资助的组织进行重组，其中包括合并JAERI与JNC。2002年1月，JAERI与JNC都成立了合并筹备办公室，同年2月，文部科学省成立的“两家核研究院合并筹备工作组”召开首次会议。2004年10月，组建新机构的法案被提交议会审议，同年12月3日，该法案出台。2005年10月1日，日本原子能研究开发机构（JAEA） 正式成立。JAEA的总部位于茨城县东海村，其首任主任是JNC的前主任YuichiTonozuka。

2007年11月27日，JAEA与ITER组织签订了环向磁场线圈超导体的供应协议。2008年3月，日原研与新日本制铁公司工程株式会社签订了有关制造线圈导体的合同。

2014年8月，JAEA与印度尼西亚国家原子能机构(Batan)就延长双方在2007年5月签署的一份涉及双方合作开展高温气冷堆(HTGR)研究的协议有效期达成一致意见，双方合作开展高温气冷堆研究。2018年3月28日，日本原子能研究开发机构提交的文殊堆退役计划获得日本原子力规制委员会(NRA)批准。2021年2月26日，日本原子能研究开发机构宣布研究堆JRR-3于当日恢复运行。同年7月30日，日本原子能研究开发机构宣布高温工程试验堆（HTTR）于当日恢复运行。

2022年1月，日本原子能研究开发机构（JAEA）携手三菱重工公司（MHI），通过技术合作共同参与美国泰拉能源（TerraPower）和美国能源部（DOE）合作推动的钠冷快堆开发计划，该钠冷快堆计划于2024年动工，2028年投入运行。2022年9月5日，日本原子力研究开发机构(JAEA)与女王陛下政府共同进行新型反应堆备高温气冷堆(HTGR)的开发。2022年11月22日，日本原子能研究开发机构（JAEA）和波兰国家核研究中心（NCBJ）签署协议，对2019年9月签署的《高温气冷堆技术领域研发合作实施安排》进行了修订，将合作领域扩展至高温气冷研究堆的基本设计。

JAEA机构设有三个部门和一个研发基地，JAEA主任负责管辖。在此之外，还设立有审计办公室，该办公室由审计师负责管理。

JAEA的研究范围是从基础研发到核能商业应用的综合研发。除此之外，JEAE还负责核能领域的人力资源开发、收集和传播核信息、进行日本政府需要的研究和分析(包括安全条例、核灾难预防、国际不扩散等)和其他相关领域。

JAEA的主要使命包括研究长期能源安全环保措施、建立具有竞争优势的先进科学与技术、基础中核集团研究、核安全研究和核设施退役、低放废物的处理与处置等有关方面。

2006年9月，通过改良橡胶缓冲材料与密封材料的抗辐射特性，日本原子能研究开发机构(JAEA)与早川橡胶公司合作开发出了抗辐射性能为传统橡胶材料5倍多的优良通用橡胶材料。2007年12月，日本原子能研究开发机构 (JAEA)利用同位素 (钠一22)作为正电子放射源，成功开发出了具有世界最高水平敛光度 (直径为1.9微米)的小型扫描式正电子显微镜 (1.5平方米 ×1平方米)。2008年5月21日，日本原子能研究开发机构(JAEA)为高强度质子加速器(J-PARC)制造和安装了日本国内首个大流量、超临界状态的超低温氢循环系统，并成功实现了世界上最大流量(约 8m ／h)超低温氢的稳定循环。

2014年6月，日本原子能机构开发出海水高效提锂技术，该技术可帮助缺乏锂资源的日本以较低成本从海水中获得锂。2020年8月，日本原子能研究开发机构（JAEA）开发出一套面向核电设施抗震安全高精度评价的大规模地震观测系统。

2017年6月6日，原子能研究开发机构（JAEA）发生遭遇过量辐射事故，有5名男工作人员在检查机器时，沾染放射性物质。JAEA于6月7日表示，这些工作人员存在体内辐射，这是到2017年为止，日本国内最大级别的体内辐射事故。

当地时间2019年1月30日，JAEA燃料技术开发中心的9名作业人员在中心内设的一处粉末调整室（A-103室）内，对核燃料储藏容器塑料密封袋进行换装的操作过程中，布置在室内的α射线剂量监测仪检出了空气放射性物质含量超标，继而发出报警，证实室内发生了泄漏事故。事发现场的9名作业人员安全撤离现场，且体表及体内均未遭受辐射影响。

2023年9月8日下午，日本原子能研究开发机构下属的位于茨城县东海村的核燃料循环工学研究所工作人员在对该研究所的钚燃料第三开发室内的手套箱进行定期检查时，发现了放射性物质引起的污染。同年9月12日，该研究所承认近日出现放射性物质泄漏，但放射性物质泄漏未对工作人员健康和周边环境造成负面影响。