ბირთვული ენერგია გამომდინარეობს ურანიდან, რადიოაქტიური ელემენტიდან. როდესაც U-235 ატომის ბირთვი, ურანის იზოტოპი, გაყოფილია ნეიტრონით, იგი ათავისუფლებს სითბოს და სხვა ნეიტრონებს. ამ გამოთავისუფლებულმა ნეიტრონებმა შეიძლება გამოიწვიოს სხვა ახლომდებარე U-235 ატომების გაყოფა, რის შედეგადაც ჯაჭვური რეაქციაა ბირთვული განხეთქილება, რომელიც წარმოადგენს სითბოს ძლიერ წყაროს. ამ სითბოს შეიძლება გამოყენებულ იქნას წარმოქმნის ორთქლს, რომელიც უზრუნველყოფს ტურბინებს ელექტროენერგიის მომარაგებას ინდუსტრიული მასშტაბით.
მსოფლიოს ენერგიის დაახლოებით 12% მოდის ბირთვულ რეაქტორებში ბირთვული გახლეჩის შედეგად. საერთო ჯამში, 430 ბირთვული რეაქტორი ახლა მუშაობს 31 ქვეყანაში, ამჟამად 70-ს კიდევ აშენებს მსოფლიოში. საფრანგეთი არის მსოფლიოში ლიდერი ბირთვული ენერგიით, აწარმოებს მთლიანი ელექტროენერგიის სამ მეოთხედს ბირთვული რეაქტორების გამოყენებით. შედარებისთვის, შეერთებული შტატები ელექტროენერგიის დაახლოებით მეხუთედს იღებს ბირთვული ენერგიით. ზოგი ქვეყანა, როგორიცაა შვედეთი და რუსეთი, ასევე იყენებენ ბირთვული გახლეჩის შედეგად წარმოქმნილ სითბოს უშუალოდ სახლებისა და შენობების გასათბობად. ბირთვულ ენერგიას სხვა პროგრამებიც აქვს: 200 მცირე ზომის ბირთვული რეაქტორი მუშაობს 150 გემზე მთელს მსოფლიოში, ბირთვული წყალქვეშა ნავების, ყინულის გამტეხების და თვითმფრინავების მატარებლების ჩათვლით.