Hiệp định này được ký kết trên tinh thần của Mục 123 về “Hợp tác với các quốc gia khác” trong Luật Năng lượng nguyên tử năm 1954 của Hoa Kỳ, nhằm điều chỉnh các giao dịch thương mại trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân và tạo khung pháp lý để tăng cường hợp tác giữa Việt Nam với các đối tác Hoa Kỳ trong các hoạt động nghiên cứu, đào tạo, phát triển và ứng dụng năng lượng nguyên tử, đặc biệt trong phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam. 

Hiệp định 123 là cơ sở để Việt Nam có thể tiếp nhận công nghệ hạt nhân tiên tiến, hiện đại trực tiếp hoặc có nguồn gốc từ Hoa Kỳ cho các dự án điện hạt nhân của Việt Nam. 

Đặc biệt, việc ký Hiệp định đánh dấu bước tiến quan trọng về sự tin cậy trong quan hệ hợp tác giữa Việt Nam và Hoa Kỳ về sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình, đồng thời mở ra những triển vọng to lớn cho cả hai bên trong việc thúc đẩy những dự án hợp tác cụ thể về ứng dụng bức xạ cũng như phát triển điện hạt nhân phục vụ phát triển kinh tế - xã hội của mỗi nước. 

Hiệp định có hiệu lực 30 năm, sẽ tiếp tục có hiệu lực với mỗi giai đoạn là 5 năm và có thể được sửa đổi khi có thỏa thuận giữa hai bên thông qua đường ngoại giao. Việc hợp tác được thực hiện theo các hình thức sau: trao đổi thông tin và tài liệu khoa học, kỹ thuật; trao đổi cán bộ và đào tạo; tổ chức hội nghị, hội thảo; cung cấp dịch vụ và hỗ trợ kỹ thuật; nghiên cứu chung; các hình thực hợp tác khác được hai bên thống nhất.