Elektrownie jądrowe pozwalają częściowo zastąpić te źródła energii. Najczęściej wykorzystuje się w nich ciśnieniowe reaktory wodne. Energii dostarcza tu uran, umieszczony w specjalnych elementach paliwowych, o kształcie kilkumetrowych prętów. Tworzą one rdzeń reaktora. Do kontrolowania zachodzących reakcji służą ruchome pręty sterujące. Przez rdzeń reaktora przepływa woda, odbierając ciepło pochodzące z rozpadu uranu. Choć jej temperatura sięga 300st. C, to dzięki bardzo wysokiemu ciśnieniu nie dochodzi do wrzenia. Woda trafia następnie do wytwornicy pary. Tam powstaje para wodna napędzająca turbiny połączone z generatorami prądu.

Rozpad kilograma uranu dostarcza tyle energii co spalenie 2500 ton węgla kamiennego. Powstaje przy tym mniej zanieczyszczeń niż w tradycyjnej elektrowni.

Wypadek w elektrowni w Czarnobylu z 1986 (jedyny tak poważny w całej historii energetyki jądrowej) poza pewnym skażeniem środowiska wywołał w Polsce dyskusję społeczną na temat niebezpieczeństw związanych z elektrowniami tego typu. W efekcie zarzucono prace nad budową elektrowni z Żarnowcu. Zmarnowano tym samym minimum około miliarda dolarów (niektórzy mówią o kwocie 2 razy wyższej), które już wydano na tą inwestycję. Dziś Polska jest jednym z nielicznych krajów europejskich bez własnej elektrowni jądrowej. Jednak zapotrzebowanie na energię wciąż rośnie i już za kilka, kilkanaście lat tradycyjne elektrownie węglowe nie będą w stanie go pokryć. Jednocześnie składowiska odpadów przestaną spełniać europejskie normy odpadów i zanieczyszczeń. Na południu Polski aż roi się od hałd odpadów paleniskowych. Sama tylko elektrownia w Bełchatowie produkuje ich 3 mln ton rocznie. Inną sprawa to emisja dwutlenku węgla. Dzięki już pracującym na świecie elektrowniom jądrowym do atmosfery trafia go mniej o ponad 2 mld ton rocznie, co stanowi 1/3 całej światowej emisji!