เนื่องจากกังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์ทำงานโดยใช้ลมและแสงแดด แหล่งพลังงานทั้งสองนี้จึงสามารถหมุนเวียนได้ พลังงานเหล่านี้จะไม่หมด ในทางกลับกัน น้ำมันและก๊าซมีจำกัด ไม่สามารถหมุนเวียนได้ และจะไม่มีวันเกิดขึ้น คุณสามารถจัดประเภทพลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานหมุนเวียนไม่ได้เนื่องจากยูเรเนียมและแหล่งเชื้อเพลิงที่คล้ายกันนั้นมีจำกัด ในทางกลับกัน บางคนคิดว่าพลังงานนิวเคลียร์หมุนเวียนได้ เนื่องจากธาตุทอเรียมและเทคโนโลยีใหม่อื่นๆ อาจให้เชื้อเพลิงที่ไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งจำเป็นต่อพลังงานเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สร้างกระแสไฟฟ้าโดยการแยกอะตอมในกระบวนการที่เรียกว่าฟิชชัน เมื่ออะตอมแตกออก พลังงานจะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับนิวตรอนที่กระทบกับอะตอมอื่น ทำให้พวกมันปล่อยนิวตรอนและพลังงานออกมามากขึ้น เครื่องปฏิกรณ์ใช้พลังงานความร้อนเพื่อให้น้ำอุ่นที่ผลิตไอน้ำ ไอน้ำนั้นขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าจำหน่ายให้กับลูกค้า เครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่ใช้ยูเรเนียมเป็นแหล่งเชื้อเพลิง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังผลิตกากนิวเคลียร์ที่ต้องทิ้งอย่างปลอดภัย ของเสียนี้ประกอบด้วยวัสดุกัมมันตภาพรังสีอย่างยิ่งที่ยังคงอยู่หลังจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกต่อไป
หอสมุดแห่งชาติกำหนดให้พลังงานหมุนเวียนเป็น "แหล่งพลังงานที่ยั่งยืนซึ่งถูกแทนที่อย่างรวดเร็วโดย กระบวนการที่ต่อเนื่องตามธรรมชาติ” LOC ยังตั้งข้อสังเกตว่าแหล่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ หมด กระทรวงพลังงานสหรัฐจัดประเภทยูเรเนียมเป็นแหล่งที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้
ผู้เชี่ยวชาญยังคงตั้งคำถามว่าโลกควรเรียกพลังงานนิวเคลียร์ว่า "หมุนเวียนได้" หรือไม่ ผู้ที่ต้องการจำแนกประเภทนิวเคลียร์ พลังงานหมุนเวียนอ้างว่ามีการปล่อยคาร์บอนต่ำ - เป็นเพียงแหล่งพลังงานหมุนเวียนเช่นลมและ พลังงานแสงอาทิตย์ทำ เชื้อเพลิงที่ไม่หมุนเวียน เช่น ก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน ทำให้เกิดผลพลอยได้ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมโดย ภาวะโลกร้อน การปล่อยมลพิษ ผู้ที่คัดค้านการเรียกพลังงานทดแทนว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สร้างของเสียที่เป็นอันตราย
ผู้เชี่ยวชาญบางคนกล่าวว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบผสมพันธุ์สามารถผลิตวัสดุฟิชไซล์ได้มากพอที่จะคงอยู่ตลอดไป เครื่องปฏิกรณ์แบบผสมพันธุ์ใช้นิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากฟิชชันเพื่อสร้างพลูโทเนียมนิวเคลียร์อื่นๆ และเชื้อเพลิงประเภทอื่นๆ ข้อเสียอย่างหนึ่งของพลูโทเนียมคือศักยภาพในการใช้เป็นอาวุธนิวเคลียร์ Thor Energy ในนอร์เวย์ประสบความสำเร็จในการใช้ทอเรียมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อสร้างพลังงาน ทอเรียม ซึ่งเป็นโลหะกัมมันตภาพรังสีที่พบในพืช น้ำ และดินเกือบทั้งหมด มีความปลอดภัยมากกว่ายูเรเนียมและไม่ไวต่อการแพร่กระจายของนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่สะอาดและปลอดภัยกว่าสามารถตอบนักวิจารณ์ที่ไม่เรียกพลังงานนิวเคลียร์หมุนเวียนเพราะผลิตของเสีย