santralleri, atomları parçalayarak elde edilen ısı ile elektrik üretmektedir. Bu santraller, kömür veya doğal gaz yakıtlı santrallere benzer şekilde çalışır; her ikisi de buhar üreterek bir türbinin dönmesini sağlar ve bu türbin, elektrik jeneratörüne bağlıdır. Ancak, nükleer santrallerin temel farkı, enerji kaynağının fosil yakıtlar yerine nükleer yoluyla ısı üretmesidir.

Nükleer enerji üretimi, normal çalışma koşullarında karbondioksit veya diğer sera gazlarını salmadığı için düşük karbonlu elektrik kaynakları arasında önemli bir yer tutar. Ayrıca, nükleer santraller, hava koşullarına bağlı kalmadan uzun süreli enerji üretimi gerçekleştirebilir ve rüzgar ile güneş enerjisi üretiminin dalgalandığı zamanlarda güvenilir bir enerji kaynağı sunar.

Ancak nükleer enerji, bazı önemli dezavantajları da beraberinde getirir. Nükleer reaktörlerin inşası oldukça maliyetli olup, radyoaktif maddelerin dikkatli bir şekilde işlenmesi gerekmektedir. Kullanılmış ise çok uzun süre boyunca izole edilmelidir. Nükleer kazalar, nadir olmasına rağmen, insan sağlığı, çevre ve siyasi sonuçlar açısından kalıcı etkiler yaratabilir.

Nükleer enerjinin işleyişi, uranyum cevherinden elektrik enerjisine kadar uzanan bir süreci içerir ve bu süreçte nükleer yakıtın akıbeti de önemli bir konudur.