Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế, năng lượng hạt nhân có khả năng tạo ra một lượng điện cực lớn mà không tạo ra khí nhà kính hoặc các chất gây ô nhiễm không khí khác. Giống như công nghệ nhiên liệu hóa thạch, các nhà máy điện hạt nhân có thể mở rộng quy mô sản lượng đáp ứng nhu cầu và chúng cực kỳ tiết kiệm nhiên liệu. Một kg uranium có thể sản xuất tới 3,5 triệu kilowatt giờ điện, trong đó một kg than tạo ra khoảng 3 kilowatt giờ.
Ngoài những lợi thế của chúng so với công nghệ nhiên liệu hóa thạch, các nhà máy điện hạt nhân cũng có một số lợi thế so với các hệ thống năng lượng tái tạo. Không giống như năng lượng mặt trời và gió, các nhà máy hạt nhân có thể sản xuất điện 24 giờ một ngày. Trong khi các công nghệ mới có thể mở rộng đáng kể việc sản xuất điện hiệu quả của năng lượng tái tạo, cả gió và mặt trời đều phải chịu thời gian ngừng phát điện khi mặt trời lặn hoặc gió chết. Năng lượng hạt nhân cũng đòi hỏi ít đất hơn đáng kể để sản xuất điện, với các nhà máy hạt nhân có quy mô tương đương với các cơ sở sản xuất điện bằng nhiên liệu hóa thạch. Các nhà máy năng lượng mặt trời đòi hỏi một lượng không gian đáng kể, lên đến 31 dặm vuông và các trang trại điện gió có thể yêu cầu bố trí khắp một vùng để phát điện hiệu quả. Về mặt kỹ thuật, các nhà máy thủy điện nhỏ gọn hơn, nhưng chúng đòi hỏi phải xây dựng những con đập có thể tạo ra những hồ nước kéo dài vài dặm.
