1、客體要件。
本罪所侵害的客體是國家對核材料的禁止進出口制度，對象是核材料。所謂核材料，根據(jù)我國1989年1月10日加人的《核材料實物保護公約》的規(guī)定，是指除缽一238同位素含量超過80%以外的缽，鈾一233，同位素235或233濃縮的鈾，非礦石或礦渣形成的含天然存在的同位素混合物的鈾，任何含有上述一種或多種成份的材料。其中，同位素235或233濃縮的鈾，是指含有同位素238的豐度比大于天然存在的同位素235對同位素238的豐度比的鈾。
2、客觀要件。
本罪在客觀方面表現(xiàn)為違反海關法規(guī)，逃避海關監(jiān)管、非法攜帶、運輸、郵寄核材料進出國（邊）境的行為。所謂逃避海關監(jiān)管，是指采用各種方法，躲避海關的監(jiān)督、檢查，企圖將核材料通過國（邊）境。有的繞過關口，在沒有海關或邊卡檢查站的地方，非法攜帶、運輸核材料進出境；有的雖通過關口，但企圖以隱匿、偽裝、假報等手段，以欺騙海關，蒙混過關；有的則是采用藏匿、偽報等方法，以逃過郵檢和海關的查驗，非法郵寄核材料進出國（邊）境等。這些行為都是走私材料的典型行為。此外，走私核材料還有一些行為，根據(jù)本法的有關規(guī)定，主要包括下列情形：
（1）直接向走私人非法收購核材料的；
（2）在內(nèi)海、領海運輸、收購、販賣核材料的；
（3）與走私核材料的犯罪分子進行通謀，為其提供貸款、資金、帳號、發(fā)票、證明或為其提供運輸、保管、郵寄或者其他方便條件的；等等。
3、主體要件。
本罪的主體為一般主體，既包括自然人，也包括公司、企業(yè)、事業(yè)單位、機關、團體等單位。
4、主觀要件。
本罪在主觀方面必須出于故意，即明知是核材料而仍然非法攜帶、運輸、郵寄，企圖使之進出國（邊）境。過失不能構成本罪，如果行為人不知白己所攜帶、運輸或郵寄的是核材料，則不能以本罪論處，構成犯罪的，應以他罪如走私普通貨物、物品罪等處罰。至于其目的，一般是為了牟利，但是否具有這種目的，并不影響本罪成立。
