Các nhà máy điện hạt nhân có khả năng ảnh hưởng tiêu cực đến nước, không khí và đất trong môi trường thông qua việc sản xuất năng lượng hạt nhân và từ việc khai thác các kim loại nặng, chẳng hạn như uranium. Việc vận chuyển, khai thác và việc làm giàu uranium có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường do thải ra khí thải nhiên liệu hóa thạch vào không khí.
Các nhà máy điện hạt nhân phụ thuộc vào nguồn cung cấp nước tự nhiên lớn, chẳng hạn như sông và hồ, để sản xuất hơi nước được sử dụng để làm mát, có thể có tác động tiêu cực đến đời sống thủy sinh. Nước thải từ các nhà máy điện hạt nhân có thể giải phóng một lượng nhỏ các nguyên tố phóng xạ và triti vào môi trường. Nước mặt và nước ngầm cũng có thể bị ảnh hưởng bởi chất thải phóng xạ được tạo ra từ hoạt động khai thác uranium.