Ydinenergia saadaan uraanista, radioaktiivisesta elementistä. Kun U-235-atomin, uraanin isotoopin, ydin jakautuu neutronilla, se vapauttaa lämpöä ja muita neutroneja. Nämä vapautuneet neutronit voivat aiheuttaa muiden lähellä olevien U-235-atomien hajoamisen, mikä johtaa ketjureaktioon, jota kutsutaan ydinfissioksi, joka on voimakas lämmönlähde. Tätä lämpöä voidaan käyttää tuottaa höyryä, joka käyttää turbiineja tuottamaan sähköä teollisessa mittakaavassa.
Noin 12% maailman energiasta on peräisin ydinreaktorien fissiosta. Kaikkiaan 430 ydinreaktoria toimii nyt 31 maassa, joista 70 on rakenteilla tällä hetkellä maailmanlaajuisesti. Ranska on maailman johtava ydinvoiman tuottaja, joka tuottaa kolme neljäsosaa kokonaissähköstä ydinreaktoreilla. Vertailun vuoksi Yhdysvallat saa noin viidesosan sähköstään ydinvoimalla. Jotkut maat, kuten Ruotsi ja Venäjä, käyttävät myös ydinfissiosta saatua lämpöä suoraan talojen ja rakennusten lämmitykseen. Ydinenergialla on myös muita sovelluksia: 200 pienempää ydinreaktoria käyttää maailmanlaajuisesti 150 alusta, mukaan lukien ydinsukellusveneet, jäänmurtajat ja lentotukialukset.
