تنتج الطاقة النووية من تفاعل ناتج عن الانشطار النووي أو الاندماج النووي. ففي الحالة الأولى يتم قذف نواة بنواة أخرى ينتج عنها سلسلة من الإنشطارات المصحوبة بتحرير طاقة حرارية هائلة. أما الحالة الثانية فتنتج عن تحويل نواتين من الهيدروجين إلى الهيليوم مما ينتج عنه أيضا تحرير كميات هائلة من الطاقة.
ويعتبر الانشطار النووي الطريقة الوحيدة المتبعة اليوم في توليد الطاقة الكهربائية، حيث تستغل الخصائص الفيزيائية لهذا التفاعل النووي من خلال استخدام الحرارة الناتجة في تسخين الماء وتحويله إلى بخار يحرك توربينات ضخمة يؤدي دورانها إلى توليد الكهرباء.
ظهر أول مفاعل طاقة نووي في الخمسينيات من القرن الماضي، وتزايدت أعداد مفاعلات الطاقة النووية حتى وصلت حسب إحصائيات وكالة الطاقة الدولية إلى أكثر من 440 مفاعلا في 32 دولة