Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'na göre, nükleer enerjinin en önemli avantajları enerji yoğunluğu ve emisyon eksikliğidir. Yağ kirliliği, hepsi hava kirliliği veya sera gazı emisyonları üretmeden. Nükleer santraller de çoğu yenilenebilir enerji türünden çok daha az yer gerektirir.
Yenilenebilir teknolojilerin çoğunda nükleer enerjinin en büyük avantajı fosil yakıt enerji üretimi gibi nükleer enerjinin kontrol edilebilir olmasıdır. Rüzgar ve güneş enerjisi santralleri rüzgâra ve güneşe bağlıdır ve bu kuvvetler olmadığında, enerji üretimi düşer. Bir nükleer santral, elektrik taleplerine uyum sağlamak için gün boyunca üretimini artırabilir ve azaltabilir. Nükleer santrallerdeki kazalar son derece tehlikeli olsa da, yeni toryum reaktör tasarımları eski basınçlı reaktörlere göre önemli güvenlik avantajları sunuyor, acil durum veya elektrik kesintisi durumunda otomatik olarak kapanıyor. Nükleer santraller, enerji üretim sürecinin bir parçası olarak atık üretir ve bu atık toksik olabilir. Bununla birlikte, modern reaktör tasarımları eski modellere göre çok daha az atık üretmektedir ve bazı reaktörler on yıllardır kullanılan nükleer atıkları bile işleyebilir ve çoğunu yakıt olarak yeniden kullanabilir.
