核能俗称原子能，它是指原子核里的核子（中子或质子）重新分配和组合时释放出来的能量。
核能有巨大的威力，1千克铀原子核全部裂变释放出的能量，约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。一座1核聚变会发出大量能量500万千瓦的核电站，每年只需25～30吨低浓度铀核燃料，而相同功率的煤电站，每年则需要有300多万吨原煤，这些核燃料只需10辆卡车就能运到现场，而运输300多万吨煤炭，则需要1000列火车。核聚变反应释放的能量更可贵。有人做过生动的比喻：1千克煤只能使一列火车开动8米，1千克铀可使一列火车开动4万千米，而1千克氚化锂和氘比锂的混合物，可使一列火车从地球开到月球，行程40万千米。地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等核裂变资源，如果把它们的裂变能充分地利用起来，可满足人类上千年的能源需求。在汪洋大海里，蕴藏着20万亿吨氘，它们的聚变能可顶几万亿亿吨煤，可满足人类百亿年的能源需求。
核能是人类最终解决能源问题的希望。核能技术的开发，对现代社会会产生深远的影响。
核能的成就虽然首先被应用于军事目的，但其后就实现了核能的和平利用，其中最重要也是最主要的是通过核电站来发电。
瑞士的核电站核电站已跻身电力工业行列，是利用原子核裂变反应放出的核能来发电的装置，通过核反应堆实现核能与热能的转换。核反应堆的种类，按引起裂变的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子更容易引起铀235的裂变，因此热中子反应堆比较容易控制，大量运行的就是这种热中子反应堆。这种反应堆需用慢化剂，通过它的原子核与快中子弹性碰撞，将快中子慢化成热中子。
核能是能源的重要发展方向，特别在世界能源结构从石油为主向非油能源过渡的时期，核能、煤炭和节能被认为是解决能源危机的主要希望。
核电站有许多优点：1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。5.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。
然而核电站的安全性是被质疑的。因为核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。但如果用较小的量，并谨慎地加以控制，射线也可以为人类做许多事，如利用γ射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培育出新的优良品种；还可以治疗肿瘤等疾病。
核能是未来能源的希望。据国际原子能机构的统计，1999年，全世界正在运转的核反应堆电站为436座，总发电能力为3.517亿千瓦，发电量约占世界一次能源构成的8%左右。这些核电站主要分布在美、法、日、英、俄等31个国家和地区。近几年，由于核电站运行的安全性、核废料的处理和核不扩散等因素的影响，核能的发展在欧洲、北美洲和独联体国家出现了下降趋势，但核能的发展在亚洲仍拥有强劲的势头。
为了促进核能的发展，许多国家在研究新一代快中子反应堆的同时，又加强了受控核聚变的研究，目前受控核聚变已在实验室取得阶段性的成果。按照国际热核实验反应堆计划，参与各方应在2013年前共同建造一个热核反应堆，以证明和平利用热核能源的可能性。按计划，首个热核反应堆已于2006年开工，总造价40亿美元，这将是继国际空间站之后最大的国际科学合作项目。
核聚变的原料是氢、氘和氚，据估计，浩瀚的海水中大约含有23.4万亿吨氘，足够人类使用几十亿年。国际热核实验反应堆如能在未来50年内开发成功，将在很大程度上改变目前世界能源格局，使人类今后将拥有取之不尽、用之不竭的清洁能源。
裂变能
裂变能来自某些重核的裂变。但是如何使得重核发生分裂呢？自然界中某些质量数很大的原子核，如铀-238，无需外界作用，就有自发分裂的趋势，这种现象叫做自发裂变。重核自发裂变的概率是很小的，一千克铀-238大约有2.5×1025个原子核，这么多原子核中，每秒大概只有7个原子核自发裂变；除了自发裂变，更多的是重核在中子轰击下发生的裂变，称为诱发裂变。