1、走私核材料罪的客体要件
本罪所侵害的客体是国家对核材料的禁止进出口制度，对象是核材料。
2、走私核材料罪的客观要件
本罪在客观方面表现为违反海关法规，逃避海关监管、非法携带、运输、邮寄核材料进出国(边)境的行为。所谓逃避海关监管，是指采用各种方法，躲避海关的监督、检查，企图将核材料通过国(边)境。
3、走私核材料罪的主体要件
本罪的主体为一般主体，既包括自然人，也包括公司、企业、事业单位、机关、团体等单位。
4、走私核材料罪的主观要件
本罪在主观方面必须出于故意，即明知是核材料而仍然非法携带、运输、邮寄，企图使之进出国(边)境。过失不能构成本罪，如果行为人不知白己所携带、运输或邮寄的是核材料，则不能以本罪论处，构成犯罪的，应以他罪如走私普通货物、物品罪等处罚。至于其目的，一般是为了牟利，但是否具有这种目的，并不影响本罪成立。
