Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế, lợi thế chính của năng lượng hạt nhân là mật độ năng lượng của nó và ít phát thải. Một kg uranium có thể tạo ra năng lượng gấp gần 900.000 lần so với năng lượng tương tự khối lượng dầu, tất cả mà không tạo ra bất kỳ ô nhiễm không khí hoặc phát thải khí nhà kính. Các nhà máy điện hạt nhân cũng yêu cầu ít không gian hơn đáng kể so với hầu hết các dạng năng lượng tái tạo.
Một lợi thế lớn khác của hạt nhân so với hầu hết các công nghệ tái tạo là giống như sản xuất điện từ nhiên liệu hóa thạch, năng lượng hạt nhân có thể kiểm soát được. Các nhà máy năng lượng gió và năng lượng mặt trời phụ thuộc vào gió và mặt trời, và khi không có những lực đó, việc sản xuất năng lượng sẽ giảm xuống. Một nhà máy hạt nhân có thể tăng và giảm sản lượng của nó suốt cả ngày để điều chỉnh theo nhu cầu điện. Trong khi tai nạn tại các nhà máy hạt nhân có thể cực kỳ nguy hiểm, các thiết kế lò phản ứng thorium mới mang lại lợi thế an toàn đáng kể so với các lò phản ứng điều áp cũ, tự động tắt trong trường hợp khẩn cấp hoặc mất điện. Các nhà máy hạt nhân tạo ra chất thải như một phần của quá trình tạo ra năng lượng, và chất thải này có thể độc hại. Tuy nhiên, các thiết kế lò phản ứng hiện đại tạo ra ít chất thải hơn đáng kể so với các kiểu cũ và một số lò phản ứng thậm chí có thể xử lý chất thải hạt nhân hàng chục năm tuổi và tái sử dụng phần lớn chúng làm nhiên liệu.
