Branduolinė reakcija – branduolinės fizikos terminas, reiškiantis procesą, kurio metu du atomų branduoliai arba branduolys ir elementariosios dalelės sudaro kitokius branduolius ir/ar elementariąsias daleles, negu pradinės.
Reakcijoje gali dalyvauti daugiau nei du branduoliai, bet toks reiškinys yra ypač retas. Jei pokytis neįvyksta, toks procesas ir vadinamas branduolių susidūrimu.
Dažniausiai vyksta šių tipų reakcijos:[1]