Tanto prós quanto contras existem para o uso de energia nuclear para produzir eletricidade. Em todo o mundo, a partir de 2007, 439 usinas nucleares (NPPs) estavam operando em 30 países. A França gera a maior parte de sua eletricidade através de energia nuclear, 80%; e os Estados Unidos, mais de 20%. A maioria das NPPs em construção estão na Rússia e China. Segundo o Wall Street Journal, a China, que atualmente obtém 2% de sua eletricidade com 11 reatores nucleares, está planejando uma "expansão massiva" de NPPs e pode assumir a liderança global no "desenvolvimento de tecnologias nucleares de ponta". O país planeja construir três vezes o número de NPPs que o resto do mundo está se preparando para construir.
Entre as vantagens do uso de energia nuclear, a principal é que ela é limpa. Pouco ou nenhum gás de efeito estufa — gases que retêm calor na atmosfera e aumentam o aquecimento global — são emitidos. Dióxido de carbono, o gás de efeito estufa que mais contribui para a mudança climática, é emitido do uso de combustíveis fósseis: carvão, gás e petróleo. Segundo o site world-nuclear, a China, por exemplo, atualmente deriva 83% de sua eletricidade através de combustíveis fósseis (a maioria carvão, o pior poluente). Energia nuclear eliminaria uma quantidade significativa de poluentes neste país altamente poluído.
Energia nuclear é uma energia sustentável, diferente da derivada de combustíveis fósseis. O mundo não deve acabar com o urânio — usado para desencadear a reação nuclear que finalmente produz a eletricidade — da forma como acabará com combustíveis fósseis. Isso é especialmente verdadeiro se resíduos nucleares forem reciclados como se espera nas NPPs mais avançadas. Outra vantagem é custo: uma vez que uma NPP está operacional e o alto custo de construção é recuperado, o preço para produzir eletricidade é menor que o de combustíveis fósseis.
O medo de acidentes futuros — replicando desastres passados, como os de Three Mile Island na Pensilvânia em 1979 e Chernobyl na Ucrânia em 1986 — é talvez o maior negativo em torno de NPPs. Ninguém morreu no derretimento do reator de Three Mile Island — a câmara fortemente revestida contendo a reação em cadeia nuclear necessária para produzir eletricidade — mas material radioativo escapou, causando doenças graves. Ainda pior, 31 trabalhadores morreram e incontáveis outros contraíram doenças graves no desastre de Chernobyl. No entanto, estes acidentes, atribuídos a operadores de NPP mal treinados, são menos prováveis hoje com NPPs mais seguras projetadas com sistemas redundantes para resfriamento, contenção e desligamento.
O descarte de resíduos nucleares permanece um problema. Segundo o Greenpeace, "ainda não há solução" para seu descarte e o potencial para contaminação radioativa do ar e da água ainda existe. Mais pesquisa precisa ser feita. Resíduos radioativos são geralmente armazenados em piscinas de resfriamento no local da NPP por 30 a 50 anos e depois enterrados profundamente em outro lugar onde podem ser armazenados por 1.000 anos, a duração da radioatividade no combustível gasto. Dependendo da quantidade de exposição, radiação pode causar queimaduras na pele, doença por radiação, câncer e morte.