Yongbyon-anläggningen bearbetar använt bränsle från kraftverk och har varit källan till plutonium för Nordkoreas kärnvapenprogram.
Reaktorn stängdes 2007 men Pyongyang sa förra året att den var i drift igen.
Det har sedan dess genomfört sitt fjärde test av ett kärnvapen.
Det och dess flera missiltester bröt mot befintliga internationella sanktioner och framkallade ytterligare åtgärder från FN och enskilda länder.
IAEA har ingen tillgång till Nordkorea efter att ha kastats ut 2009, så förlitar sig till stor del på satellitdata.
Men byråns chef, Yukiya Amano, sade nyligen bilder indikerade "aktiviteter relaterade till fem megawatt reaktor, utbyggnad av anrikningsanläggningar och verksamhet i samband med upparbetning".
Fordon har också setts röra sig på platsen och det finns tecken på att varmt vatten släpps ut, vilket skulle föreslå kylning.
Andra nordkoreanska observatörer har också under de senaste månaderna sagt att anläggningen verkar fungera igen.
Vid Nordkoreas nyligen regerande partikongress förstärkte ledare Kim Jong-un sin politik för ekonomisk utveckling tillsammans med ett starkt kärnkraftsprogram.
Nordkorea verkar ha startat om sin kärnkraftsanläggning i Yongbyon, har Internationella atomenergiorganet (IAEA) sagt.