Nükleer enerji fosil yakıtlara bağlı olmadığından, sera gazı emisyonlarındaki azalmayı ve dalgalı petrol veya gaz fiyatlarına bağımlılığı da içeren faydalar sunar. 2014 yılı itibariyle dünya nükleer reaktör filosu karbonu azaltır Her yıl 2 milyar mt dioksit emisyonu.
Sera gazları küresel ısınmaya katkıda bulunan bir faktördür. Bu gazlardaki artışın birincil nedeni, fosil yakıtlara olan bağımlılığın artmasıdır. Kömür ve gazla çalışan tesisler, insan sağlığını etkileyen diğer kirlilik biçimlerini de oluşturur. Nükleer enerjiye geçmek, kirliliği daha da azaltabilir ve ABD'nin bu tür emisyonları azaltma hedefine ulaşmasına yardımcı olabilir.
Düzgün çalışan bir nükleer jeneratör, How Stuff Works'e göre atmosfere benzer büyüklükte kömür üreten tesislerden daha az radyoaktivite salıyor. Bununla birlikte, her reaktör her yıl 20 metrik tonluk yüksek kaliteli nükleer atık üretmektedir. Atık, sonunda mühürlendiği herhangi bir kabın içinden aşınan ısı ve radyasyon üretir. Nükleer çürüme sonunda atıkları zararsız hale getirse de, süreç binlerce yıl alır.
Çin, çevrimiçi olarak daha fazla nükleer jeneratör getirmeyi planlarken, diğer birçok yerde nükleer enerji kullanımı azalmaktadır. 2011'de meydana gelen deprem ve tsunamiye bağlı olarak bir reaktörün erimesinden sonra Japonya nükleer enerjiden uzaklaşıyor. ABD ve diğer birçok ülkede kamuoyu yeni reaktörlerin onaylanmasını zorlaştırmaktadır.
