원자력 발전은 핵분열 반응에서 방출되는 열 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방식이다. 우라늄이나 플루토늄 같은 핵연료의 원자핵이 분열할 때 발생하는 에너지로 물을 가열하여 증기를 만들고, 이 증기가 터빈을 회전시켜 발전하는 원리로 작동한다.
원자력 발전은 전 세계 전력 생산의 약 10% 정도를 담당하고 있으며, 국가에 따라 그 의존도가 크게 다르다. 탄소 배출이 거의 없는 청정에너지로 분류되어 기후변화 대응의 핵심 에너지원으로 평가받고 있다. 현대적 원전은 이중 안전 시스템과 자동 정지 장치 등 다층적 안전 기술을 갖추고 있다. 한국은 현재 24기의 원전을 운영 중이며, 세계적으로 운영 기술과 안전 수준이 우수한 것으로 인정받고 있다.
원자력 발전의 주요 장점은 높은 에너지 밀도, 지속적이고 안정적인 전력 공급, 최소한의 환경 오염이다. 발전소의 부지 면적도 태양광이나 풍력 발전에 비해 훨씬 작다. 반면 방사성 폐기물의 장기 보관 문제, 초기 건설 비용의 높음, 사고 위험성에 대한 우려가 지속적인 논쟁의 대상이 되고 있다. 2011년 후쿠시마 원전 사고는 원자력 발전의 안전성 문제를 전 세계적으로 대두시켰고, 이후 각국의 안전 기준이 더욱 강화되었다.
전 세계적으로 탄소중립 목표와 에너지 수요 증가라는 이중 과제 속에서 원자력 발전의 역할에 대한 재평가가 이루어지고 있다. 소형모듈원전(SMR) 개발과 차세대 원전 기술 연구가 활발히 진행 중이며, 선진국들도 원전 폐지 정책을 재검토하는 추세를 보이고 있다. 원자력 발전의 미래는 기술 혁신, 안전성 강화, 폐기물 처리 기술 개선, 그리고 사회적 합의를 통해 결정될 것으로 예상된다.