Energi nuklir berasal dari uranium, unsur radioaktif. Ketika inti atom U-235, sebuah isotop uranium, dipecah oleh neutron, ia melepaskan panas dan neutron lainnya. Neutron yang dilepaskan ini dapat menyebabkan atom U-235 terdekat lainnya terbelah, menghasilkan reaksi berantai yang disebut fisi nuklir yang merupakan sumber panas yang kuat. Panas ini dapat digunakan untuk menghasilkan uap, yang menggerakkan turbin untuk menyediakan listrik pada skala industri.
Sekitar 12% energi dunia berasal dari fisi nuklir di reaktor nuklir. Secara total, 430 reaktor nuklir sekarang beroperasi di 31 negara, dengan 70 lainnya sedang dibangun di seluruh dunia. Prancis adalah pemimpin dunia dalam tenaga nuklir, menghasilkan tiga perempat dari total listriknya menggunakan reaktor nuklir. Amerika Serikat, sebagai perbandingan, memperoleh sekitar seperlima listriknya dari tenaga nuklir. Beberapa negara seperti Swedia dan Rusia juga menggunakan panas yang dihasilkan dari fisi nuklir untuk memanaskan rumah dan bangunan secara langsung. Energi nuklir juga memiliki aplikasi lain: 200 reaktor nuklir yang lebih kecil menggerakkan 150 kapal di seluruh dunia, termasuk kapal selam nuklir, pemecah es, dan kapal induk.