El isótopo más abundante del uranio, ²³⁸U, es dificilmente fisionable, mientras que el isótopo  ²³⁵U que sí lo es, representa solo el 0,7% de la masa total del elemento.

Para que tenga lugar la reacción en cadena, la energía de los neutrones producto de la fisión debe ser reducida por medio de un moderador. Este hecho hace imposible que ocurra una reacción en cadena en condiciones naturales.

Este problema tiene dos soluciones, que dan lugar a dos líneas de reactores: los reactores de uranio natural y los reactores de uranio enriquecido.

Los reactores de uranio natural utilizan un moderador para reducir la velocidad de los neutrones hasta la energía requerida para su absorción por los núcleos del ²³⁵U (neutrones térmicos), manteniendo así la reacción en cadena.

El agua sería un buen moderador pero tiene la desventaja de absorber neutrones y restarlos de la reacción. Por otra parte, el agua pesada (D₂O) y el grafito constituyen moderadores adecuados.

La otra línea de reactores se basa en el proceso de "enriquecimiento" de uranio, es decir, el incremento de la cantidad del isótopo fisionable ²³⁵U en la masa total del combustible. Las tecnologías más usadas son las de difusión gaseosa y de centrifugado. La mayor cantidad de ²³⁵U hace posible que la reacción en cadena se inicie y se sostenga por medio de los neutrones rápidos, es decir, sin necesidad de un moderador.

 El calor producido por la reacción nuclear se utiliza para calentar agua y generar vapor, el cual impulsa una turbina generadora de electricidad.

Las reservas mundiales de uranio actualmente conocidas son abundantes. El mineral se clasifica en grupos de acuerdo a su costo de extracción. El costo del combustible en una central nuclear alcanza aproximadamente solo el 1% de los ingresos por generación de electricidad, haciendo su operación muy poco dependiente del mismo.

GMF2003