Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế, điện hạt nhân có khả năng tạo ra một lượng lớn năng lượng từ một lượng nhiên liệu tương đối nhỏ, mà không giải phóng carbon dioxide và các chất ô nhiễm không khí khác do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch. < /strong> Năng lượng hạt nhân mang lại độ tin cậy tốt hơn và sản xuất nhiều năng lượng hơn năng lượng tái tạo và ít lo ngại về môi trường hơn so với nhiên liệu hóa thạch.
So với nhiên liệu hóa thạch, lợi thế chính của năng lượng hạt nhân là không phát thải carbon. Một nhà máy than 1.000 megawatt có thể tạo ra hơn 6.000.000 tấn carbon dioxide trong một năm. Một nhà máy hạt nhân tương đương chỉ tạo ra khoảng 830 tấn chất thải, hầu hết trong số đó là chất thải phóng xạ ở mức độ thấp, cần ít xử lý đặc biệt. Các lò phản ứng hiện đại tạo ra ít chất thải hơn các thiết kế cũ và một số thiết kế mới xử lý lại chất thải hạt nhân hiện có và sử dụng nó làm nhiên liệu.
So với năng lượng tái tạo, lợi thế của điện hạt nhân là mật độ năng lượng, khả năng mở rộng và độ tin cậy. Để tạo ra 1.000 megawatt, một cơ sở năng lượng mặt trời cần diện tích đất gấp khoảng 12 lần so với một nhà máy hạt nhân và một trang trại gió có thể cần diện tích gấp 36 lần. Các nhà máy hạt nhân cũng có thể tăng cường sản xuất khi nhu cầu cao và cắt điện khi nhu cầu giảm, không giống như các phương pháp năng lượng gió và mặt trời chỉ sản xuất năng lượng khi có sẵn tài nguyên.