Atomenergi kommer fra uran, et radioaktivt element. Når kjernen til et atom i U-235, en isotop av uran, blir delt av et nøytron, frigjør det varme og andre nøytroner. Disse frigjorte nøytronene kan føre til at andre nærliggende U-235-atomer splittes, noe som resulterer i en kjedereaksjon kalt kjernefysisk fisjon som er en potent varmekilde. Denne varmen kan brukes til generere damp, som driver turbiner til å levere strøm i industriell skala.
Omtrent 12% av verdens energi kommer fra kjernefysisk fisjon i atomreaktorer. Totalt opererer nå 430 atomreaktorer i 31 land, med 70 flere som for tiden er under bygging over hele verden. Frankrike er verdens ledende innen kjernekraft, og genererer tre fjerdedeler av sin totale elektrisitet ved hjelp av atomreaktorer. USA får til sammenligning omtrent en femtedel av sin elektrisitet fra kjernekraft. Noen land som Sverige og Russland bruker også varmen fra kjernefysisk fisjon til direkte oppvarming av hjem og bygninger. Atomenergi har også andre bruksområder: 200 mindre atomreaktorer driver 150 skip over hele verden, inkludert atomubåter, isbrytere og hangarskip.