מכיוון שטחנות רוח ופאנלים סולאריים פועלים באמצעות רוח ושמש, שני מקורות האנרגיה הללו ניתנים להתחדשות - הם לא יגמרו. לעומת זאת, נפט וגז הם סופיים, לא מתחדשים ולא יהיו קיימים יום אחד. אתה יכול לסווג אנרגיה גרעינית כבלתי מתחדשת מכיוון שאורניום ומקורות דלק דומים הם סופיים. מצד שני, ישנם אנשים הרואים באנרגיה גרעינית מתחדשת מכיוון שהיסוד תוריום וטכנולוגיות חדשות אחרות עשויות לספק דלק אינסופי הדרוש להפעלת כורים גרעיניים.
כור גרעיני מייצר חשמל על ידי פיצול אטומים בתהליך שנקרא ביקוע. כאשר אטום מתפצל, אנרגיה משתחררת יחד עם נויטרונים הפוגעים באטומים אחרים וגורמים להם לשחרר יותר נויטרונים ואנרגיה. הכור משתמש בחום האנרגיה כדי לחמם מים המייצרים קיטור. הקיטור מניע גנרטורים המייצרים את החשמל שתחנת הכוח מפיצה ללקוחות. מרבית הכורים משתמשים באורניום כמקור הדלק. תחנות כוח גרעיניות מייצרות גם פסולת גרעינית שעליהן להיפטר בבטחה. פסולת זו מורכבת מחומרים רדיואקטיביים במיוחד שנותרו לאחר שהדלק הגרעיני המשומש כבר אינו מסוגל לייצר חשמל ביעילות.
ספריית הקונגרס מגדירה אנרגיה מתחדשת כ"מקור אנרגיה בר קיימא אשר מוחלף במהירות על ידי א תהליך טבעי מתמשך. "ה- LOC מציין גם שמקורות דלק גרעיניים הם" לא באמת מתחדשים "- הם יכולים להיות מדולדל. משרד האנרגיה האמריקני מסווג אורניום כמקור שאינו מתחדש.
מומחים עדיין מטילים ספק האם על העולם לקרוא לכוח גרעיני "מתחדש". אלו שרוצים לסווג גרעין אנרגיה כמתחדשת מצטטת את העובדה שיש לה פליטת פחמן נמוכה - בדיוק כמו שמקורות מתחדשים כמו רוח ו לעשות שמש. דלקים שאינם מתחדשים, כגון גז טבעי ונפט, מייצרים תוצרי לוואי הפוגעים בסביבה באמצעותם התחממות גלובלית פליטות. המתנגדים לכינוי אנרגיה גרעינית מתחדשת מציינים כי תחנות כוח גרעיניות יוצרות פסולת מזיקה.
לדברי מומחים מסוימים, כורי מגדלים יכולים לייצר מספיק חומר בקיע כדי להחזיק לנצח. כורים מגדלים משתמשים בנייטרונים המשתחררים על ידי ביקוע ליצירת פלוטוניום גרעיני אחר וסוגים אחרים של דלק. אחד החסרונות של פלוטוניום הוא השימוש הפוטנציאלי בו הוא נשק גרעיני. תור אנרגיה בנורבגיה השתמשה בהצלחה בתוריום בכור גרעיני כדי לייצר אנרגיה. תוריום - מתכת רדיואקטיבית שנמצאת כמעט בכל הצמחים, במים ובאדמה - הוא בטוח יותר מאורניום ואינו רגיש להתפשטות גרעינית. כור גרעיני נקי ובטוח יותר יכול לענות למבקרים שאינם מכנים אנרגיה גרעינית מתחדשת מכיוון שהוא מייצר מוצרי פסולת.