Основные направления деятельности Госатомрегулирования Украины определяются содержанием задач Комитета как национального органа регулирования ядерной  радиационной безопасности.

Участие в формировании и обеспечении реализации государственной политики в сфере использования ядерной энергии, обеспечении выполнения требований ядерной и радиационной безопасности является одной из основных задач Госатомрегулирования. Эффективно реализовывать государственную политику в этой области возможно только опираясь на законодательную и нормативно-правовую базу. Госатомрегулирование Украины постоянно обобщает практику применения законодательства в сфере использования ядерной энергии и на основании анализа этой практики разрабатывает предложения по усовершенствованию законодательства, вносит их на рассмотрение Президенту Украины и Кабинета Министров Украины работает над развитием нормативно-правовой системы по вопросам ядерной и радиационной безопасности.

Государственное регулирование ядерной и радиационной безопасности, которое осуществляет Комитет, заключается в определении критериев, требований и условий по безопасности во время использования ядерной энергии (нормирование); выдаче разрешений и лицензий на осуществление деятельности в этой сфере (лицензирование); осуществлении государственного надзора за соблюдением законодательства, норм, правил и стандартов по ядерной и радиационной безопасности (надзор).

Регулирующая деятельность в такой сфере, как использование ядерной энергии, требует постоянной научно-технической поддержки. Комитет принимает активное участие в формировании приоритетных направлений развития науки и техники, государственного заказа, разработке государственных научных, научно-технических программ; организовывает в установленном законодательством порядке проведение научных и научно-технических исследований в сфере использования ядерной энергии, обеспечении выполнения требований ядерной и радиационной безопасности.

Госатомрегулирование Украины ведет международное сотрудничество в сфере использования ядерной энергии, обеспечения ядерной и радиационной безопасности. Комитет координирует в рамках своих полномочий взаимодействие органов исполнительной власти, государственных предприятий, ведомств и организаций с Международным агенством по атомной энергии, другими международными организациями и зарубежных держав, которые осуществляют деятельность в сфере использования ядерной энергии, в том числе в вопросах борьбы с незаконным оборотом ядерных материалов. Постоянный обмен информацией и опытом с развитыми государствами в сфере использования ядерной энергии, обеспечения ядерной и радиационной безопасности разрешает Комитету учитывать их позитивный опыт в практике регулирования ядерной и радиационной безопасности в Украине, усовершенствование национальной законодательной и нормативно-правовой базы.