核能發電的能量來自核反應堆中可裂變材料（核燃料）進行裂變反應所釋放的裂變能。裂變反應指鈾235、鈈239、鈾233等重元素在中子作用下分裂爲兩個碎片，同時放出中子和大量能量的過程。反應中，可裂變物的原子核吸收一箇中子後發生裂變並放出兩三個中子。若這些中子除去消耗，至少有一箇中子能引起另一個原子核裂變，使裂變自持地進行，則這種反應稱爲鏈式裂變反應。實現鏈式反應是核能發電的前提。
