Nuklearna energija potječe od urana, radioaktivnog elementa. Kad se jezgra atoma U-235, izotop urana, razdijeli neutronom, ona oslobađa toplinu i druge neutrone. Ovi oslobođeni neutroni mogu uzrokovati cijepanje ostalih obližnjih atoma U-235, što rezultira lančanom reakcijom koja se naziva nuklearna fisija, koja je moćan izvor topline. Ova se toplina može iskoristiti za generirati paru, koji turbine napaja električnom energijom u industrijskim razmjerima.
Otprilike 12% svjetske energije proizlazi iz nuklearne fisije u nuklearnim reaktorima. Ukupno danas radi 430 nuklearnih reaktora u 31 zemlji, a još ih je 70 trenutno u izgradnji širom svijeta. Francuska je svjetski lider u nuklearnoj energiji koja generira tri četvrtine ukupne električne energije nuklearnim reaktorima. Za usporedbu, Sjedinjene Države dobivaju oko petine svoje električne energije iz nuklearne energije. Neke zemlje poput Švedske i Rusije također koriste toplinu generiranu nuklearnom cijepanjem za izravno grijanje domova i zgrada. Nuklearna energija ima i druge primjene: 200 manjih nuklearnih reaktora napaja 150 brodova širom svijeta, uključujući nuklearne podmornice, ledolomce i nosače zrakoplova.