Nükleer enerji atomun parçalanmasıyla oluşur. Küçük atomlar kararlı yapıda oldukları için parçalanmaları zordur, bu yüzden nükleer enerji üretmek için ağır atomlar (uranyum gibi) kullanılır. Ağır atomlar radyoaktiftirler ve sürekli yüksek miktarda radyasyon yayarlar.
Parçalanan her ağır atom dışarıya yüksek miktarda enerji vererek diğer atomların da parçalanmalarına neden olur. Bu reaksiyon kontrol altına alınmazsa atomlar zincirleme olarak parçalanırlar ve çok yüksek miktarda enerji kontrolsüz bir şekilde açığa çıkar, ki atom bombaları da böyle çalışır.