Ülkelerin ekonomik gelişmelerini sürdürme gayreti ve ülkelerdeki nüfusun sürekli artış göstermesi dünya üzerindeki enerji talebinin artmaya devam edeceğini göstermektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının sahip olduğu teknolojinin hızla artan talebin karşılanmasında yetersiz kalması, fosil kaynakların sınırlı olması ve kullanılmasının yarattığı iklim değişikliği, çevresel etkiler, hava kirliliği gibi etkiler nükleer enerjiyi, enerji ihtiyacının karşılanmasında önemli bir faktör olarak ortaya çıkarmaktadır.

Ağır atom çekirdeklerinin nötronlarla bombardımanı sonucunda atom çekirdeklerinin parçalanması sağlanır. Bu parçalanma sonucunda enerji açığa çıkmaktadır. Tepkime sonucunda açığa çıkan nötronlar kullanılarak parçalanma tepkimesinin sürekliliği zincirleme tepkimelerle sağlanmaktadır. Zincirleme tepkimeler sonucunda ortaya çıkan nükleer enerji nükleer yakıt ve diğer malzemeler içerisinde ısı enerjisine dönüştürülmektedir. Bu ısı enerjisi bir soğutucu vasıtasıyla çekilerek türbin sisteminde kinetik enerjiye ve daha sonra da jeneratör sisteminde elektrik enerjisine dönüştürülmektedir.

Nükleer kaynaklar dünya birincil enerji tüketiminde 2004 yılından itibaren %6,1'lik bir ağırlık oluşturmaktadır. 2004 yılında dünyada 624 milyon ton petrole eşdeğer nükleer enerji tüketilmiştir. Nükleer santrallerde enerji elde etmek için kullanılan en önemli madenler uranyum ve toryumdur. Günümüz nükleer santrallerinde yoğun olarak uranyum kullanılmaktadır. Günümüz teknolojisi toryuma dayalı nükleer santrallerin kurulması için uygun zemini henüz sağlayamamaktadır. 2001 yılı itibariyle bilinen ve henüz keşfedilmemiş uranyum kaynaklarının16 milyon ton civarında olduğu tahmin edilmektedir. Uranyumun kullanım hızı dikkate alındığında bu kaynağın yaklaşık 250 yıllık enerji ihtiyacım karşılamaya yetecek bir kaynak olduğu görülmektedir.

Günümüzde uranyum 20 ülkede çıkartılmaktadır. En son olarak İran devleti uranyum madeninin çıkartılması için faaliyete geçen ülkedir. Bununla beraber dünya uranyum üretiminin %44'ü Kanada ve Avustralya tarafından gerçekleştirilmektedir. Bu ülkeleri %13 ile Kazakistan, %9 ile Nijerya, %8 ile Rusya Federasyonu ve Namibya, %6 ile Özbekistan ve %5 ile A.B.D. takip etmektedir.

Nükleer enerji, dünya birincil enerji tüketiminde 2008 yılı itibarıyla, %5,5'lik bir ağırlık oluşturmaktadır. Elektrik üretiminde nükleerin payı ise %17 civarındadır. ABD Enerji Bakanlığı (Energy Information Administration, BİA) tarafından hazırlanan Referans Senaryoda, 2025 yılında bu payın %11,8 civannda gerçekleşmesi beklenmektedir.