核能又称原子能，即原子核发生变化时释放的能量，如重核裂变和轻核聚变等均可释放出巨大的能量。利用放射性元素在核反应堆中发生变化时所释放出的热能，将水加热成高温高压蒸汽，可以驱动汽轮机发电。目前，核电在全球电力总量中的比例正在逐年上升。核能除用于发电以外，还可以直接把小型核反应堆用作潜艇、舰船等大型交通运输工具的动力，从而减少对石油的依赖。
正常运转情况下，核电是一种安全、经济而又干净的能源，发电总成本低于燃煤电厂。而且，地球上的放射性元素储量非常丰富，据估计，按照目前的世界能源消费水平，仅地球上可供核聚变的氘，就能供人类使用上千亿年。
但是，也必须看到，在放射性元素的开采和核废料的处理方面，必然会对环境带来一定的危害，有时甚至会产生致命的影响；核能发电的热效率较低，废热排放和热污染更严重；核能发电存在着巨大的潜在风险，核反应一旦失去控制，核泄漏甚至核爆炸将会对生态及环境造成巨大伤害，1986年4月26日，苏联发生的切尔诺贝利核事故和2011年3月11日，日本大地震造成的福岛核电站泄漏事故就是很好的例子。因此，与其他可再生能源相比，核能并不是一种安全可靠的能源。