Az atomerőművek villamos energiát állítanak elő, urán és más radioaktív elemek üzemanyagként történő felhasználásával, amelyek instabilak. A maghasadásnak nevezett folyamatban ezen elemek atomjai széttörnek, a folyamat során nagy mennyiségű energiával együtt kidobják a neutronokat és más atomtöredékeket. A gyakorlati atomenergia az 1950-es évekig nyúlik vissza, és megbízható, gazdaságos energiaforrásnak bizonyult, amely nemcsak a közösségek, hanem az űrmissziók és a tengeren tartózkodó hajók számára is energiát biztosít. A 21. században globális felmelegedés új okokat adott az atomenergia előnyeinek kiaknázására.
Kompatibilis technológia
Bár az atomerőmű energiáját radioaktív anyagokból nyeri, sok atomerőmű hasonlóságot mutat a fosszilis tüzelőanyagok erőműveivel. Mind a nukleáris létesítmény, mind a széntüzelésű hő termeli a vizet gőzzé forrázni. A nagynyomású gőz megforgatja a turbinát, amely viszont egy elektromos generátort táplál. A gőz, turbina és generátor technológiája minden helyzetben közel azonos. Időben bevált gőz- és turbina-technológia használata javítja az atomerőmű megbízhatóságát.
Szénmentes energia
A fosszilis tüzelőanyagokat, például szenet és földgázt égető erőművek hatalmas mennyiségű szén-dioxidot termelnek, amely gáz jelentősen hozzájárul a globális felmelegedéshez. Ezzel szemben az atomerőművek hőt termelnek, anélkül, hogy bármit is égetnének. A radioaktív anyagok nem termelnek szén-dioxidot, így az atomerőművek komoly alternatívákat jelentenek az áramtermelés számára.
Hálózat nélküli áram
A fosszilis tüzelőanyagokat elégető hagyományos erőművekkel ellentétben az atomerőművek nem fogyasztanak oxigént és nem adnak ki szén-dioxidot. Hosszú ideig működnek viszonylag kis mennyiségű üzemanyaggal. Így ideálisak tengeralattjárók áramellátására, amelyek víz alatt egyszerre több hónapig működhetnek. Hasonló okokból a mélyűrű szondákban használt speciális atomerőművek áramellátást szolgáltatnak a naprendszer túlsó szélén, ahol a napsugarak túl gyengék a napelemek működtetéséhez. Ezek a nukleáris generátorok nem gőzt használnak, hanem a hőt elektromossággá alakítják.
Alap terhelési teljesítmény
Néhány megújuló energiaforrás, például napelemek és szélturbinák, szén-dioxid előállítása nélkül biztosítják az áramot. Teljesítményük azonban az időjárástól és a napszaktól függően változik. Az atomerőművek a külső körülményektől függetlenül éjjel-nappal ugyanazt az energiát termelik. Az atomerőművek rendelkeznek azzal, amit az energiaipar „alapterhelési képességnek” nevez, vagyis a lakosság villamosenergia-szükségletének nagy részét vagy egészét megbízhatóan biztosítja. Az áramhálózatok azonban egyre számítógépesebbé válnak; automatikusan válthatnak a különböző áramforrások között. Az „alapterhelés” előnye idővel elveszítheti jelentőségét.