Η πυρηνική ενέργεια προέρχεται από το ουράνιο, ένα ραδιενεργό στοιχείο. Όταν ο πυρήνας ενός ατόμου U-235, ένα ισότοπο ουρανίου, διασπάται από ένα νετρόνιο, απελευθερώνει θερμότητα και άλλα νετρόνια. Αυτά τα απελευθερούμενα νετρόνια μπορούν να προκαλέσουν διάσπαση άλλων κοντινών ατόμων U-235, με αποτέλεσμα μια αλυσιδωτή αντίδραση που ονομάζεται πυρηνική σχάση που είναι μια ισχυρή πηγή θερμότητας. Αυτή η θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί παράγει ατμό, που τροφοδοτεί τους στροβίλους για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε βιομηχανική κλίμακα.
Περίπου το 12% της παγκόσμιας ενέργειας προέρχεται από πυρηνική σχάση σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Συνολικά, 430 πυρηνικοί αντιδραστήρες λειτουργούν τώρα σε 31 χώρες, με 70 ακόμη υπό κατασκευή σε όλο τον κόσμο. Η Γαλλία είναι ο παγκόσμιος ηγέτης στην πυρηνική ενέργεια, παράγοντας τα τρία τέταρτα της συνολικής της ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας πυρηνικούς αντιδραστήρες. Οι Ηνωμένες Πολιτείες, συγκριτικά, λαμβάνουν περίπου το ένα πέμπτο της ηλεκτρικής ενέργειας από πυρηνική ενέργεια. Ορισμένες χώρες όπως η Σουηδία και η Ρωσία χρησιμοποιούν επίσης τη θερμότητα που παράγεται από την πυρηνική σχάση για να θερμαίνουν άμεσα σπίτια και κτίρια. Η πυρηνική ενέργεια έχει και άλλες εφαρμογές: 200 μικρότεροι πυρηνικοί αντιδραστήρες τροφοδοτούν 150 πλοία παγκοσμίως, συμπεριλαμβανομένων πυρηνικών υποβρυχίων, παγοθραυστικών και αερομεταφορέων.