核能發電是用鈾制成的核燃料在“反應堆”的設備內發生裂變而產生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶動發電機一起旋轉而發電，并通過電網輸送給消費者。

核能發電是解決2050年全球達到二氧化碳排放為零的重要支柱。20世紀60年代中國核能發電量為零，到1993年中國核能發電才開始有1.6TWh，占全球總量的0.007%;根據BP2021年報告，到2020年中國核能發電量達到366.2 TWh，占全球總量的13.6%。2020年中國居世界第二位，僅次于美國30.8%。但是中國運行、在建和擬建反應堆數將超過美國。

2020年核能發電量前三位國家

核能反應堆發展已經進入第四代，中國已經有自己研制的反應堆。

核電站反應堆類型進程

根據世界核能協會(World Nuclear Association，WNA)2021年6月的報告，美國是世界上核能發電量最多的國家，2021年6月有93座核反應堆，生產95523TWh，占全球核能發電量總量的95523/394282=24.2%;而德國、英國則處于停滯發展階段。

表中“%e”表示核能發電占發電總量的百分率。全球核能發電占全球發電總量的10.1%，其中法國高達70.6%。本數據是世界核能協會WNA 2021年1月份提供的數據。

2021年6月全球核反應堆及鈾需求

單位換算：68240tU=80472tU3O8 ; 1 tU3O8=80472/68240=1.179

中國核能發電進展較快，2020年已經躍居全球第二位，但是與美國相比較差距仍然很大。論核能發電的發展速度，中國發展最快，在建的核反應堆最多，達17座。擬建的有38座。這是其他國家無法相比的。

中國核能發電量及占中國發電總量的份額

世界上最大的核電站是日本柏崎刈羽核電站，裝機容量為7965MW，但2011年已經停工。值得注意的是韓國核電站進展很快，前十位核電站就占有3席，把美國和日本都甩到后面。

全球十大核電站