Secondo l'Agenzia internazionale per l'energia atomica, l'energia nucleare offre la possibilità di generare grandi quantità di energia da una quantità relativamente piccola di carburante, senza rilasciare biossido di carbonio e altri inquinanti atmosferici rilasciati dalla combustione di combustibili fossili. /strong> L'energia nucleare offre una maggiore affidabilità e una maggiore produzione di energia rispetto alle energie rinnovabili e meno preoccupazioni ambientali rispetto ai combustibili fossili.
Rispetto ai combustibili fossili, il principale vantaggio dell'energia nucleare è la mancanza di emissioni di carbonio. Una singola centrale a carbone da 1.000 megawatt può produrre più di 6.000.000 di tonnellate di anidride carbonica in un anno. Una centrale nucleare comparabile produce solo circa 830 tonnellate di rifiuti, la maggior parte dei quali rifiuti radioattivi a basso livello che richiede una manipolazione speciale minima. I reattori moderni producono meno rifiuti dei vecchi progetti e alcuni nuovi progetti rielaborano i rifiuti nucleari esistenti e li usano come combustibile.
Rispetto alle energie rinnovabili, i vantaggi dell'energia nucleare sono la densità energetica, la scalabilità e l'affidabilità. Per generare 1.000 megawatt, un impianto solare ha bisogno di circa 12 volte di più l'area terrestre di una centrale nucleare, e un parco eolico può richiedere 36 volte lo spazio. Le centrali nucleari possono anche aumentare la loro produzione quando la domanda è alta e spegnere quando la domanda scende, a differenza dei metodi eolico e solare che producono energia solo quando la risorsa è disponibile.