В настоящее время сотрудничество России и Казахстана строится по нескольким направлениям: совместная добыча урана, обогащение урана, поставки топлива для исследовательского реактора, обращение с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) и радиоактивными отходами (РАО), исследовательские ядерные технологии, газонефтехимия, вывод из эксплуатации ядерно- и радиационно- опасных объектов на территории Казахстана. Одним из перспективных направлений возможного сотрудничества является строительство АЭС.
