對于不同技術的新發電廠的成本評估是一個復雜的問題，起決定性影響的因素是地點。在中國、美國和澳大利亞等國家，只要碳排放沒有成本，煤炭是最具經濟性的，而且可能會一直如此。在許多地方，天然氣在承擔基荷方面也有一定競爭力，特別是使用聯合循環的電廠。

核電站的建設成本很高，但運行成本相對較低。在許多地方，即使考慮廢物處理成本，核電對化石燃料也同樣具有競爭力。如果將化石燃料的社會、健康和環境成本也考慮在內，核電的競爭力則更強。

評價發電站成本的基本指標是均化發電成本(LCOE)。它是發電廠在其生命周期內建造和運營的總成本除以在此期間發電廠的總發電量，同時考慮了融資成本。

從均化成本上考慮，核電是一種經濟的電力來源，同時具備安全、可靠和非常低的溫室氣體排放的優勢。現有的核電站運作良好，具有高度的可預測性。這些電廠的運營成本幾乎低于所有的化石燃料電廠，其運營成本上漲的風險非常低。這些工廠可以運行60年甚至更長。現有電廠的主要經濟風險在于補貼退坡、可再生能源爆發和低成本的天然氣發電。另外，政治風險，特別是對核電的稅收也增加了這些風險。

世界核協會在2017年初出版了《核電經濟學及項目結構》。該報告指出，新核電站的經濟性在很大程度上受到其資本成本的影響，至少占其LCOE的60%。利息費用和建設期是決定總體資本成本的重要因素。在國際能源署(IEA)看來，一些國家的核資本成本正在增長。由于經合組織國家已很少建設新反應堆，也幾乎不引入新的設計，資本成本的增長就更為明顯。在那些核電不斷發展的國家，資本成本得到了控制，韓國的資本成本甚至有所下降。在過去的15年里，全球建設周期的中位數已經下降了。一旦核電站建成，可以預見，電力的生產成本會大幅下降。

在管制寬松的電力批發市場，投資回報率的降低導致資金短缺。但由于現有工廠的老化，實際需求卻在增加。國際能源署指出，在本世紀初，三分之一的電力投資流向管制寬松的市場。面對電力批發價格的不確定性，三分之二的投資流向管制市場，以保證投資回報率。到2014年，只有10%的投資被引導到管制寬松的市場。政府通過審查，發現所有正在運行的核電站都是由政府或受監管的公用事業部門建造的，其長期收入和成本幾乎是確定的。其中一些核電站，特別是在英國和美國，現在發現自己處于一個管制寬松的市場環境中。

政府的公用事業公司投資發電廠，支付燃料和運營成本，并對現有資產的退役做出決定。這些決定是基于長期的規劃過程，重點是確保可靠的運行，同時使長期的總成本最小化。在一個放松管制的市場中，商業發電廠的收入依賴于短期波動性市場，這使運營商處于風險之中;而新電廠的開發商由于更大的完工風險而面臨相當大的不確定性。需要政府的支持，以減輕這些風險，并使新項目有銀行可擔保。

另一方面的風險來自于其他供能方式的競爭。對于核電等可調度的能源來說，系統成本是最小的，但對于間歇性的可再生能源來說，其產出取決于波動性的風能或太陽能。如果可再生能源增加到一定比例，那么整個電力系統的成本就會大幅上升。這在2019年經合組織核能機構的研究中被模擬出來，在德國非常明顯，這是一個超越LCOE的重要考慮因素。

運營成本包括燃料以及運營和維護(O&M)的成本。燃料成本包括廢舊燃料管理和廢物處理。

低燃料成本從一開始就是核能與煤炭和天然氣發電廠的優勢。對于核電站，鈾必須被加工、濃縮和制造成燃料元素，這占總燃料成本的一半左右。在評估核電的經濟性時，還必須考慮到放射性核廢料的管理和最終處置成本。但是，即使包括這些，經合組織的核電站的總燃料成本通常是燃煤電廠的三分之一到二分之一，是天然氣聯合循環電廠的四分之一到五分之一。美國核能研究所認為，燃煤電廠的燃料成本占總成本的78%，燃氣電廠的這一數字為87%，而核能的鈾成本約為14%(如果包括所有前端和廢物管理成本，則為34%)。

作為二氧化鈾燃料的1公斤鈾的前端燃料循環成本,價格是近似值，截止到2017年

在45,000MWd/t(兆瓦日/噸)燃燒的情況下，意味著每公斤燃料生產360,000度的電力，因此燃料成本為0.39歐元/度。降低燃料成本是提高效率和降低總成本的重要抓手。例如在西班牙，核電成本在1995-2001年期間減少了29%。通過提高濃縮水平和燃燒降低了40%的成本。展望未來，再增加8%的燃盡率將使燃料成本再降低5%。

鈾的優勢在于它是一種高度集中的能源，易于運輸且價格低廉。需要的數量比煤或石油少得多。一公斤天然鈾產生的能量大約是相同質量的煤的2萬倍。因此，它在本質上是一種非常便于攜帶和交易的商品。

燃料對所生產的電力總成本的貢獻相對較小，因此即使燃料價格大幅上漲，影響也相對較小。鈾儲量豐富，來源廣泛。

還有其他可能的節約。例如，如果對使用過的燃料進行后處理，并將回收的钚和鈾用于混合氧化物(MOX)燃料，則可以提取更多的能量。實現這一目標的成本雖然很大，但由于混合氧化物燃料不需要濃縮，產生的高濃度終端廢物較少，因此可以抵消其高成本。

燃料循環的“后端”是乏燃料儲存和處置，占度電成本的10%。如果是直接處置用過的燃料而不是后處理，則成本更低。美國260億美元的乏燃料處置計劃由每度電0.1美分的征稅來資助。

運營和維護(O&M)成本約占總運營成本的66%。運行和維護可分為“固定成本”和“可變成本”，前者無論電廠是否發電都會產生，后者則隨產出而變化。通常情況下，這些成本是相對于一個單位的電力(例如，每千瓦時美分)表示的，以便與其他能源技術進行一致的比較。

退役成本約為核電站初始資本成本的9-15%。但是，如果在電廠的生命周期內進行折現，它們只占投資成本的百分之幾，對發電成本的甚至貢獻更小。在美國約為0.1-0.2美分/千瓦時，不超過生產電力成本的5%。