També coneguda com a energia atòmica, forneix electricitat en quantitats significatives a través de la fissió controlada del nucli atòmic, i la primera matèria sobre la qual hom duu a terme aquest procés és principalment l’urani.
El 2005, prop del 16% de l’electricitat de tot el món era generada per centrals nuclears. D’aquest total, el 85% procedia dels països de l’OCDE, i la resta, principalment de Rússia i alguns països de la CEI i, en menor mesura, de l’Índia i de la Xina. A Europa forneix prop del 30% de l’electricitat; a Àsia, el 26%, i a l’Amèrica del Nord (bàsicament els EUA i el Canadà), el 19%. Entre els estats on aquesta producció és més elevada destaquen França (78%), Bèlgica i Eslovàquia (55% cadascuna), i Suïssa, Hongria i Corea (entre el 38% i el 39%). A l’Estat espanyol l’energia nuclear representa poc més del 20% de l’electricitat, si bé a Catalunya ateny fins a poc més del 60%.
Al món desenvolupat, l’ús d’aquesta energia segueix essent objecte d’un encès debat: els seus detractors assenyalen greus accidents com els de Three Mile Island (Connecticut, 1979), i, molt especialment, el de Txernòbil (Ucraïna, 1986), com també l’acumulació de residus radioactius que, ara per ara, no és possible destruir ni neutralitzar i que han d’ésser confinats en una coberta segura. Per la seva banda, els defensors n'assenyalen els efectes beneficiosos sobre la contaminació de l’aire, l’exhauriment a més o menys mitjà termini de les reserves d’hidrocarburs, que fa urgent la diversificació de les fonts d’energia ateses les creixents demandes, i els avenços tecnològics, que han aconseguit millorar molt la seguretat de les centrals. Fins a la dècada dels anys noranta, la tendència de molts estats fou congelar la construcció de noves centrals i es posaren en marxa moratòries: a l’Estat espanyol es consolidà el procés el 1994. D’altra banda, la coalició socialista-ecologista alemanya, en el poder des del 1998, decidí desmantellar totes les centrals gradualment fins el 2025, amb gran oposició dels empresaris. Tanmateix, els primers anys del segle XXI la inestabilitat política a l’Orient Mitjà, principal subministrador de petroli, i la creixent preocupació dels efectes de la contaminació atmosfèrica, sobretot arran de les polèmiques al voltant del Protocol de Kyoto, feren replantejar la necessitat de construir noves centrals.