परमाणु ऊर्जा यूरेनियम, एक रेडियोधर्मी तत्व से प्राप्त होती है। यूरेनियम के एक समस्थानिक U-235 के परमाणु के नाभिक को जब न्यूट्रॉन द्वारा विभाजित किया जाता है, तो यह ऊष्मा और अन्य न्यूट्रॉन छोड़ता है। ये जारी किए गए न्यूट्रॉन अन्य पास के U-235 परमाणुओं को विभाजित करने का कारण बन सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है जिसे परमाणु विखंडन कहा जाता है जो गर्मी का एक शक्तिशाली स्रोत है। इस गर्मी का उपयोग किया जा सकता है भाप उत्पन्न करें, जो औद्योगिक पैमाने पर बिजली प्रदान करने के लिए टर्बाइनों को शक्ति प्रदान करता है।
दुनिया की ऊर्जा का लगभग 12% परमाणु रिएक्टरों में परमाणु विखंडन से प्राप्त होता है। कुल मिलाकर, ४३० परमाणु रिएक्टर अब ३१ देशों में काम करते हैं, जिनमें से ७० और वर्तमान में दुनिया भर में निर्माणाधीन हैं। फ्रांस परमाणु ऊर्जा में दुनिया का नेता है, जो परमाणु रिएक्टरों का उपयोग करके अपनी कुल बिजली का तीन-चौथाई हिस्सा पैदा करता है। तुलनात्मक रूप से, संयुक्त राज्य अमेरिका अपनी बिजली का लगभग पांचवां हिस्सा परमाणु ऊर्जा से प्राप्त करता है। कुछ देश जैसे स्वीडन और रूस भी परमाणु विखंडन से उत्पन्न गर्मी का उपयोग घरों और इमारतों को सीधे गर्म करने के लिए करते हैं। परमाणु ऊर्जा के अन्य अनुप्रयोग भी हैं: 200 छोटे परमाणु रिएक्टर दुनिया भर में 150 जहाजों को शक्ति प्रदान करते हैं, जिनमें परमाणु पनडुब्बी, आइसब्रेकर और विमान वाहक शामिल हैं।