Atom çekirdeğinin parçalanması ya da iki küçük çekirdeğin birleştirilmesi sırasında açığa çıkan enerji. Nükleer santrallerin reaktör ünitelerinde, nükleer fisyon tepkimesi güvenli biçimde denetim altına alınmış olarak gerçekleştirilir. Bir nükleer elektrik santralinin reaktörü, uranyum gibi fisyona uygun maddelerden oluşan nükleer yakıtın, çekirdek bölünmesi sonucu açığa çıkan nükleer enerjisini, sürekli güvenli ve kontrollü biçimde ısı enerjisine dönüştüren bölümüdür. Ortaya çıkan bu enerji suyu kaynatmakta kullanılır ve termik santrallerde olduğu gibi, buhar türbini ve jeneratör yardımıyla elektrik üretilir. Nükleer enerjinin başlıca ham maddesi olan uranyumun iki izotopu vardır: Bulundurdukları proton ve nötronların toplam sayısını ifade eden uranyum 235 ve uranyum 238. Nükleer enerji üretiminde yakıt olarak uranyumun 235 numaralı izotopu kullanılır ve 1 kg uranyum 235,141 kg doğal uranyumdan elde edilir. 1 kg uranyumla üretilen elektrik, 16,6 ton taş kömürü ya da 11,1 ton (80 varil) petrolle üretilen elektriğe eşdeğerdir.

Günümüzde dünya elektrik üretiminin %17'si nükleer santrallerden karşılanır. 30 ülkede 438 nükleer güç reaktörü çalışır durumdadır.