Харківський фізико-технічний інститут (ХФТІ, раніше називався Українським ФТІ), один з найстаріших і найбільший центр фізичної науки в Україні, був створений в 1928 році з метою розвитку актуальних наукових напрямків (у той час - ядерної фізики й фізики твердого тіла). Уже через чотири роки, 10 жовтні 1932 року, був отриманий видатний результат - здійснене розщеплення ядра атома літію. Практично в цей ж час талановитим фізиком-теоретиком Л.Д.Ландау, який працював у ХФТІ з 1932 по 1937 рік, була утворена всесвітньо відома школа теоретичної фізики. Тут відбулася виїзна сесія Академії наук СРСР 1935 року, на якій академік С.І.Вавилов сказав, що вчені інституту роблять більше чверті всієї фізики в СРСР.
У наступні роки в ХФТІ були отримані рідкі водень і гелій, побудована перша радіолокаційна установка. Інститут став родоначальником техніки високого вакуума в СРСР, на основі якої згодом був розвинений новий фізико-технологічний напрямок - вакуумна металургія. Тут працювали відомі радянські фізики І.В.Обреімов, А.К.Вальтер, К.Д.Синельников, О.І.Лейпунський, Г.Д.Латишев, Л.В.Шубніков, І.В.Курчатов, Е.М.Лифшиць, І.М.Лифшиць, В.Є.Іванов і інші.
У післявоєнні роки ХФТІ був одним з активних учасників робіт із проблеми використання атомної енергії в СРСР. У промисловість впроваджений ряд нових матеріалів, великі технологічні процеси й установки, зокрема: технологія виготовлення тепловиділяючих елементів для атомних реакторів нового типу; технологія виробництва високотемпературних нагрівачів; технологія нанесення жароміцних, твердих і надтвердих покриттів на матеріали, що працюють в агресивних середовищах; технології зміцнення металорізального інструмента й деталей машин; вакуумні прокатні стани й технологія гарячої прокатки багатошарових матеріалів у вакуумі; високочисті матеріали й сплави на їхній основі; надпровідники; композиційні вуглець-вуглецеві матеріали; малогабаритні прискорювачі заряджених часток та ін.
Після розпаду СРСР інститут активно включився в процес становлення науково-технічного комплексу України, а також у формування політики й відповідних інститутів України в області атомної промисловості, ядерної енергетики, у визначення подальшої долі ядерної зброї, яка дислокувалася в Україні, у розвиток матеріалознавства, техніки прискорювачів і нових джерел енергії для потреб держави.
У ХФТІ є велика кількість унікальних експериментальних установок, у тому числі низка електронних і іонних прискорювачів, включаючи найбільший у СНД лінійний прискорювач електронів, сімейство термоядерних установок "Ураган", велике дослідно-експериментальне виробництво. В інституті працює близько 300 кандидатів і 80 докторів наук, 10 членів Національної академії наук України. Більш п'ятдесяти людей є лауреатами Державних і іменних премій. За останні 15 років співробітниками інституту написане близько 40 монографій. З 1992 року отримано 9 Державних премій у галузі науки й техніки.
Гордістю ННЦ ХФТІ завжди були наукові школи, які з покоління в покоління передавали безцінне надбання - наукові знання й досвід. Усьому світу відомі школи академіків Л.Д.Ландау, К.Д.Синельникова, А.К.Вальтера, І.М.Лифшиця, В.Є.Іванова, Б.Г.Лазарєва, О.І.Ахієзера, Я.Б.Файнберга, Д.В.Волкова. Уся вищезгадана діяльність дозволила зберегти ці наукові школи й створити привабливу атмосферу для вчених, що є необхідною умовою подальшого розвитку наукових і технологічних досягнень.
Інститут підтримує й розбудовує зв'язки з багатьма міжнародними організаціями й науковими центрами (МАГАТЕ, ЦЕРН, Об'єднаним інститутом ядерних досліджень у Дубні та ін.). У цей час більше 200 учених інституту виконують фундаментальні дослідження за підтримки різних міжнародних фондів і організацій. Працює регіональний центр системи міжнародної ядерної інформації МАГАТЕ. Розгорнута робота зі створення при інституті технопарку по типу технопарків закордонних країн.
Указом Президента в 1993 році інституту був наданий статус першого в Україні Національного наукового центру (ННЦ ХФТІ). Відповідно до Указу в ННЦ ХФТІ на основі наукових відділень утворені Інститут фізики плазми, Інститут фізики твердого тіла, матеріалознавства й технологій, Інститут плазмової електроніки й нових методів прискорення, Інститут теоретичної фізики, Інститут фізики високих енергій і ядерної фізики. Крім цього в Центрі створені Науково-дослідний комплекс "Прискорювач", Науково-технічний комплекс "Ядерний паливний цикл", Центр по проектуванню ядерного палива й активних зон атомних реакторів, Науково-виробничий комплекс "Відновлювані джерела енергії й ресурсосберегаючі технології" і деякі інші. ННЦ ХФТІ як ядерний об'єкт перебуває під гарантіями МАГАТЕ. Видається науковий журнал "Питання атомної науки й техніки", працює докторантура й аспірантура. Молоді й талановиті наукові співробітники одержують додаткову фінансову підтримку.
У рамках реорганізації науки України Указом Президента від 15 січня 1996 року ННЦ ХФТІ був переданий у сферу управління Державного комітету з питань науки, техніки й промислової політики.
В 1998 році Центр був нагороджений Почесною грамотою Кабінету Міністрів України, в 2001 - орденом "За трудові досягнення" IV ступені Міжнародного відкритого рейтингу "Золота Фортуна".
В останні роки в ННЦ ХФТІ:
розроблений поляриметр для виміру поляризації електронів на прискорювачі СЕБАФ (США);
Постановою Кабінету Міністрів України затверджена Державна програма досліджень з ядерних і радіаційних технологій. Ця Програма передбачає проведення досліджень процесів у реакторах, експертизи рівня їх безпеки й надійності, дослідно-конструкторських робіт з удосконалення реакторів і їх стендових випробувань, вивчення проблем ядерного паливного циклу, у тому числі поводження з радіоактивними відходами, здійснення постійного наукового й технічного супроводу роботи АЕС.
В 2004 році ННЦ ХФТІ увійшов до складу створеного Відділення ядерної фізики й енергетики Національної академії наук України і є головною організацією у виконанні вищезгаданої Державної програми.