Ayrıca nükleer fisyon olarak da adlandırılır, bir atomun bölünmesi, toplam kütlesinin azalmasına ve nispeten büyük miktarda enerjinin salınmasına neden olur. Neredeyse her atom bu şekilde nükleer enerji üretebilir, ancak en büyük atom kütlesine sahip olanlar fisyondan en fazla enerjiyi sağlayacaklar.
Nükleer reaktörler ısı üretmek için fisyona dayanır, bu da soğutma havuzlarının kaynamasına ve buhar türbinlerini çalıştırmasına neden olur. Diğer durumlarda, devasa coğrafi bölgeleri tahrip edebilecek nükleer patlamalarla sonuçlanan ani ve şiddetli bir bölünme sürecidir. Sürecin kendisi oldukça etkilidir, ancak üretmek için büyük bir ilk enerji yatırımı gerektirir. Fisyona karşı, iki atomun birleştiği füzyon işlemi birkaç kat daha fazla enerji üretir, ancak nükleer kirlenme veya kirlenme riski yoktur. Ayrıca, harcanan izotop yakıt çubukları binlerce yıl boyunca tehlikeli kalırken, füzyon işlemi sırasında tüketilen malzemelerin taşınması ve taşınması güvenlidir. Hidrojen ve oksijenin suya dönüştürülmesinde kullanılan en yaygın füzyon işlemi genellikle en kolay ve en sık bahsedilendir. Bu iki öğe yalnızca en fazla değil, aynı zamanda diğer öğelerden daha kolay birleşiyorlar.
