Nükleer enerji, radyoaktif bir element olan uranyumdan elde edilir. Uranyumun bir izotopu olan U-235 atomunun çekirdeği bir nötron tarafından bölündüğünde, ısı ve diğer nötronları serbest bırakır. Bu salınan nötronlar, yakındaki diğer U-235 atomlarının bölünmesine neden olabilir ve bu da nükleer fisyon adı verilen ve güçlü bir ısı kaynağı olan bir zincirleme reaksiyona neden olabilir. Bu ısı kullanılabilir buhar üretmekendüstriyel ölçekte elektrik sağlamak için türbinlere güç veren.
Dünya enerjisinin yaklaşık %12'si nükleer reaktörlerdeki nükleer fisyondan elde edilmektedir. Toplamda, 31 ülkede 430 nükleer reaktör faaliyet gösteriyor ve 70'i şu anda dünya çapında yapım aşamasında. Fransa nükleer enerjide dünya lideridir ve toplam elektriğinin dörtte üçünü nükleer reaktörler kullanarak üretir. Amerika Birleşik Devletleri, karşılaştırıldığında, elektriğinin yaklaşık beşte birini nükleer enerjiden elde ediyor. İsveç ve Rusya gibi bazı ülkeler de nükleer fisyondan üretilen ısıyı evleri ve binaları doğrudan ısıtmak için kullanıyor. Nükleer enerjinin başka uygulamaları da vardır: 200 küçük nükleer reaktör, nükleer denizaltılar, buz kırıcılar ve uçak gemileri dahil olmak üzere dünya çapında 150 gemiye güç sağlar.