Esistono due tipi di energia nucleare: fissione e fusione. La fissione si verifica quando un singolo atomo viene diviso, rilasciando una raffica di energia e particelle. La fusione si verifica quando due atomi si uniscono per formare uno o più nuovi atomi. La Fissione alimenta i moderni reattori nucleari, mentre la fusione alimenta il sole.
La fissione nucleare è stata sviluppata durante la seconda guerra mondiale, inizialmente per potenziare le armi devastanti. Tuttavia, quando la reazione viene controllata attentamente, l'energia può essere imbrigliata e utilizzata in modo non distruttivo. La maggior parte dei reattori a fissione utilizza l'uranio, ma esistono modelli alternativi che utilizzano plutonio o torio. Questi reattori utilizzano la fissione per generare calore, acqua bollente e il vapore risultante per alimentare le turbine elettriche.
La fusione nucleare è una reazione molto più difficile all'imbrago. La fusione nucleare incontrollata fu realizzata nel 1951 e usata per sviluppare bombe termonucleari, ma una reazione controllata è difficile da sostenere ai fini della produzione di energia. Le temperature coinvolte in una reazione di fusione rendono difficile il contenimento e il giusto equilibrio di carburante è necessario per sostenere la fusione abbastanza a lungo da sfruttare la sua energia.
Mentre sia la fissione che la fusione sono state utilizzate per sviluppare armi, la fusione è una tecnologia molto più sicura della fissione. Una reazione di fissione, una volta iniziata, deve essere attentamente mantenuta per evitare una cascata di fuga, in cui sempre più atomi si dividono e rilasciano troppa energia. La fusione, d'altro canto, richiede un attento bilanciamento delle condizioni e, se tali condizioni cambiano, la reazione si interrompe.