核电站用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在反应堆的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方，当今世界上只能利用裂变的链式反应产生的能量来发电。

核燃料的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1000万千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。

铀核反应堆也可用作辐照源，用于农业辐照育种、食品工业食品保鲜和灭菌，也可用于生产人造元素。在医药方面用于放射治疗、放射免疫药盒、造影诊断等，在工业和地质等方面用于工业探伤、自动控制、地质勘探和文物考古等。