世界上一切物质通常都是由原子组成的。原子，由带正电的原子核和围绕原子核高速旋转的电子构成。原子核，包括质子和中子。
当原子内部结构发生变化时，所释放出来的能量即为原子能，通常称为核能。核能有三种存在形式：核衰变能、核裂变能和核聚变能。目前，通常意义上的核能主要指核裂变能。
核裂变，是指原子核在中子轰击下分裂成2个或2个以上粒子的过程。此过程中释放的能量就是核裂变能。核电站所用核燃料的有效成分是铀235，如果能让1千克铀235的原子核全部分裂成碎片（裂变），则它可以释放出相当于2700吨标准煤完全燃烧所放出的能量。
原子核裂变过程中，常常会产生新的中子，这些中子又撞击新的原子核，进而使裂变反应连续不断地进行下去，同时不断产生能量，这个过程就称为链式裂变反应。
核电站就是利用铀-235的链式裂变反应释放的能量进行发电的。
