浙江省核农学重点研究实验室依托于浙江大学原子核农业科学研究所，该所始建于1958年，是我国从事农业生物物理学（核农学）教学与科研工作最早的机构之一，1981年和1984年先后被国务院学位委员会批准为农业生物物理学硕士和博士学位授予点，1988年被审定为博士后流动站学科点，1989年成为国际原子能机构（IAEA）亚太地区核农学培训示范中心，1988-2001年被审定为国家生物物理学重点学科点，2007年又重新被批准为国家重点学科点，1993年被批准为农业部核农学重点开放实验室以及浙江省核农学重点研究实验室、浙江省高等学校生物物理学重点学科点，2003年新增了“核技术及应用”工学博士点，2004年获授权成立“IAEA－浙江大学植物诱变与种质资源创新研究合作中心”（发展中国家中首个获得IAEA批准的中心）。半个多世纪以来，在省、部各级领导的充分肯定和支持下，利用学科的综合优势，本实验室一直遵循“以核为本、多科结合；为农服务、开拓创新；有所作为、持续发展”这一宗旨，围绕国家重大战略需求，从事核技术在农业领域的基础、应用基础和共性技术研究，逐步形成了以“核技术”及相关生物物理方法为主要研究手段，以服务于“三农”为特色的国内外知名的研究机构。形成了目前本实验室研究的四个主要方向：核素示踪及应用、诱变遗传与植物分子改良、放射分子生物学和辐照加工工艺与应用。在近年的各类评价体系中，排名一直位居全国同类学科前列。