In het bijzonder gebruiken ze uranium-235 , wat een splijtbare isotoop van uranium is. Dit betekent dat wanneer het wordt gebombardeerd met neutronen, het splitst (splijting) en een enorme hoeveelheid energie vrijgeeft. Deze energie wordt vervolgens gebruikt om water te verwarmen, dat stoom produceert en draait vervolgens turbines om elektriciteit te genereren.

Hoewel uranium de meest voorkomende brandstof is, zijn er enkele nieuwere reactorontwerpen die onderzoeken met behulp van andere materialen, zoals thorium. Uranium blijft vandaag echter de dominante brandstofbron voor kerncentrales.