Se llama energía nuclear a aquella que se obtiene al aprovechar las reacciones nucleares espontáneas o provocadas por el hombre. Estas reacciones aparecen en algunos isótopos de ciertos elementos químicos, siendo el más conocido de este tipo de energía el 235U, con el que, a partir de su fisión, funcionan los reactores nucleares con los que funcionan las centrales nucleares. Sin embargo muchos otros pueden ser utilizados para producir esta energía aprovechando las distintas reacciones nucleares.

La energía desprendida en esos procesos nucleares suele aparecer en forma de partículas en movimiento. Esas partículas, al frenarse en la materia que las rodea, producen calor que posteriormente se aprovecha convirtiéndolo directamente en movimiento (como por ejemplo en los motores que propulsan los buques nucleares) mediante unas turbinas, o bien en electricidad que puede transportarse a largas distancias del lugar donde se produce.

Los dos sistemas con los que puede obtenerse energía nuclear de forma masiva son la fisión y la fusión. La energía que se obtiene puede usarse de forma descontrolada, dando lugar al armamento nuclear, o controlada en reactores nucleares en los que se produce electricidad o movimiento. Tanto la forma de los materiales usados, como el diseño necesario, son completamente diferentes en uno y en otro caso.

Otro sistema, empleado principalmente en sistemas que requieren poco consumo eléctrico, a modo de pilas de enorme duración, son los RTG, en los que se aprovechan los distintos modos de desintegración para generar electricidad en sistemas de termopares a partir del calor que genera la radiactividad.

La principal característica de este tipo de energía es su alta densidad, es decir, la gran cantidad de energía que puede producirse a partir de cada Kg de material utilizado en comparación con cualquier otro tipo de energía conocida por el hombre.

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