Karena kincir angin dan panel surya beroperasi menggunakan angin dan matahari, kedua sumber energi tersebut dapat diperbarui -- tidak akan habis. Minyak dan gas, di sisi lain, terbatas, tidak dapat diperbarui dan tidak akan ada suatu hari nanti. Anda dapat mengklasifikasikan energi nuklir sebagai tidak terbarukan karena uranium dan sumber bahan bakar serupa terbatas. Di sisi lain, beberapa orang menganggap energi nuklir terbarukan karena unsur thorium dan teknologi baru lainnya dapat menyediakan bahan bakar tak terbatas yang dibutuhkan untuk menggerakkan reaktor nuklir.
Reaktor nuklir menghasilkan listrik dengan membelah atom dalam proses yang disebut fisi. Ketika sebuah atom terbelah, energi dilepaskan bersama dengan neutron yang menyerang atom lain, menyebabkan mereka melepaskan lebih banyak neutron dan energi. Reaktor menggunakan energi panas untuk menghangatkan air yang menghasilkan uap. Uap itu menggerakkan generator yang menghasilkan listrik yang didistribusikan pembangkit listrik ke pelanggan. Kebanyakan reaktor menggunakan uranium sebagai sumber bahan bakar. Pembangkit listrik tenaga nuklir juga menghasilkan limbah nuklir yang harus dibuang dengan aman. Limbah ini terdiri dari bahan-bahan yang sangat radioaktif yang tersisa setelah bahan bakar nuklir bekas tidak lagi mampu menghasilkan listrik secara efisien.
Library of Congress mendefinisikan energi terbarukan sebagai "sumber energi berkelanjutan yang digantikan dengan cepat, oleh a proses alami yang berkelanjutan." LOC juga mencatat bahwa sumber bahan bakar nuklir "pada dasarnya tidak terbarukan" -- mereka dapat habis. Departemen Energi AS mengklasifikasikan uranium sebagai sumber yang tidak terbarukan.
Para ahli masih mempertanyakan apakah dunia harus menyebut tenaga nuklir "terbarukan." Mereka yang ingin mengklasifikasikan nuklir energi sebagai terbarukan mengutip fakta bahwa ia memiliki emisi karbon rendah -- sama seperti sumber terbarukan seperti angin dan surya lakukan. Bahan bakar tidak terbarukan, seperti gas alam dan minyak, menghasilkan produk sampingan yang merusak lingkungan melalui pemanasan global emisi. Mereka yang menentang menyebut tenaga nuklir terbarukan mencatat bahwa pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan limbah berbahaya.
Menurut beberapa ahli, reaktor breeder dapat menghasilkan bahan fisil yang cukup untuk bertahan selamanya. Reaktor pemulia menggunakan neutron yang dilepaskan oleh fisi untuk membuat plutonium nuklir lain dan jenis bahan bakar lainnya. Salah satu kelemahan plutonium adalah potensi penggunaannya sebagai senjata nuklir. Thor Energy di Norwegia berhasil menggunakan thorium dalam reaktor nuklir untuk menghasilkan energi. Thorium - logam radioaktif yang ditemukan di hampir semua tanaman, air dan tanah - lebih aman daripada uranium dan tidak rentan terhadap proliferasi nuklir. Reaktor nuklir yang lebih bersih dan aman dapat menjawab kritik yang tidak menyebut energi nuklir terbarukan karena menghasilkan produk limbah.