Jest to energia wyzwalana przy reakcjach jądrowych (z udziałem jądra atomowego, wewnętrznego rdzenia atomu), w przeciwieństwie do energii wyzwalanej w reakcjach chemicznych, w których uczestniczą elektrony otaczające jądro atomowe. W przypadku jąder ciężkich (na przykład uranu, plutonu) energia wyzwala się w procesie rozszczepienia jąder, w przypadku jąder lekkich (na przykład wodoru) – w procesie łączenia się (syntezy).
Rozszczepienie jąder, jak, jak w bombie atomowej, przeprowadza się przez bombardowanie neutronami jąder atomów materiałów rozszczepialnych (na przykład izotopu uranu 235U czy izotopu plutonu 239Pu), które rozpadają się, uwalniając 2 lub 3 następne neutrony. W wypadku oczyszczonego izotopu uranu 235U uwolnione neutrony, bombardując inne jądra, wywołują reakcję jądrową łańcuchową. Reakcja taka zachodzi z wielką szybkością, uwalnia się podczas tego procesu ogromna ilość energii. W reaktorze elektrowni jądrowej proces kontroluje się poprzez spowalnianie neutronów i pochłanianie ich nadmiaru przez pręty regulacyjne. Reakcja termojądrowa (synteza jądrowa) jest procesem, w wyniku którego jądra, na przykład wodoru, łączą się w jądro helu, uwalniając przy tym wielką energię. Reakcje tego typu zachodzą nieprzerwanie na Słońcu i innych gwiazdach. Reakcja termojądrowa jest podstawą działania broni termojądrowej (bomba wodorowa).
Należy wiedzieć, że eksperymenty z wykorzystaniem tego procesu do przemysłu produkcji energii kończyły się do tej pory niepowodzeniem, chociaż za pomocą urządzeń takich jak JET (Joint European Torus), dowiedziono, że wykorzystanie energii pochodzącej z reakcji termojądrowej jest teoretycznie możliwe do przeprowadzenia i rzeczywiście dokonano takiej udanej próby w 1991 roku.
Energia jądrowa powinna być naszym głównym źródłem energii. Węgiel i ropa powodują niezliczone szkody dla polityki i środowiska.