核能发电与火力发电非常相似，只是燃料不同。

　　核能发电的原理和水力、火力发电厂有同样的共通点，就是设法使涡轮机转动，以带动发电机切割磁场，将机械能转变为电能。其中主要的不同点在于推动涡轮机所用的动力来源。水力电厂以大量的急速流动水（例如由水坝或瀑布引出）直接推动涡轮机，而核能电厂与火力电厂则利用大量高温、高压之水蒸气推动涡轮机，其中核能电厂是靠核分裂所释放出的能量，火力电厂则是靠燃烧煤炭、石油或天然气等化石燃料以产生蒸汽。

　　核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），因此它需要的燃料体积比火力电厂少相当多。