Secondo l'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica, i principali vantaggi dell'energia nucleare sono la sua densità di energia e la sua mancanza di emissioni. Un solo chilogrammo di uranio può produrre quasi 900.000 volte più energia dello stesso volume di petrolio, il tutto senza produrre alcun inquinamento atmosferico o emissioni di gas serra. Le centrali nucleari richiedono anche molto meno spazio rispetto alla maggior parte delle forme di energia rinnovabile.
Un altro vantaggio principale del nucleare rispetto alla maggior parte delle tecnologie rinnovabili è che, come la produzione di energia da combustibili fossili, l'energia nucleare è controllabile. Le centrali eoliche e solari dipendono dal vento e dal sole e quando tali forze non sono presenti, la produzione di energia diminuisce. Una centrale nucleare può aumentare e abbassare la sua produzione durante il giorno per adeguarsi alle richieste di elettricità. Mentre gli incidenti negli impianti nucleari possono essere estremamente pericolosi, i nuovi modelli di reattori di torio offrono notevoli vantaggi in termini di sicurezza rispetto ai vecchi reattori pressurizzati, spegnendosi automaticamente in caso di emergenza o perdita di potenza. Le centrali nucleari producono rifiuti come parte del processo di generazione di energia e questi rifiuti possono essere tossici. Tuttavia, i moderni modelli di reattori producono meno rifiuti rispetto ai modelli precedenti, e alcuni reattori possono persino elaborare rifiuti nucleari vecchi di decenni e riutilizzarne gran parte come combustibile.
