Fisiune stă la baza obținerii energiei nucleare. Acest proces constă în absorbirea unui neutron de către un nucleu atomic de dimensiuni mari cum este cel de uraniu, care va deveni astfel instabil. El se va sparge în mai multe fragmente, cu degajare mare de energie termică, ceea ce accelerează puternic fragmentele rezultate, care ating viteze foarte mari. Datorită vitezei lor mari, aceste fragmente, în urma fisiunii pot pătrunde, la rândul lor în alți atomi, unde provoacă alte fisiuni.

Primul reactor nuclear a fost creat în 1942. După cel de-al Doilea Război Mondial, în 1951, odată cu demararea programului Atomi pentru Pace (Atoms for Peace) al preşedintelui Eisenhower, a început utilizarea tehnologiei nucleare în scopuri paşnice, inclusiv punerea în funcţiune de electrocentrale. De atunci, chimia a jucat un rol important în domeniu prin producerea de materiale radioactive ce sunt folosite drept combustibili în reactoare, dispozitive de control care reglează fluxul de neutroni rezultat din descompunerea radioactivă, reprocesarea combustibililor radioactivi după ce şi-au pierdut eficienţa, managementul deşeurilor, protecţia mediului.

În prezent, în lume funcționează peste 400 de unități nucleare, iar 55 se afla în construcție (alte 109 fiind planificate). Energia nucleară asigură 50% din energia cu emisii scăzute de carbon la nivelul Uniunii Europene și peste 30% din întreaga energie produsă.