Im Reaktor eines Kernkraftwerks werden Urankerne gespalten und dadurch wird Wärme freigesetzt. Diese Zerfallswärme wird zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt, welcher in einer Dampfturbine entspannt wird. Die Dampfturbine treibt den Generator an, der elektrische Energie ins Stromnetz einspeist. Die Kühlung des Dampfkreislaufs erfolgt entweder direkt mit See- oder Flusswasser oder in einem Kreislauf in einem Kühlturm.

Die heute marktreifen Reaktortypen gehören alle der Generation III oder III+ an. An der zukünftigen Generation IV wird bereits gearbeitet. Diese zeichnet sich durch eine deutlich bessere Brennstoffausnutzung mit wesentlich kleineren Abfallmengen und kürzeren Zerfallszeiten des Abfallmaterials aus. Die Kernenergie ist neben der Wasserkraft einer der zwei Hauptpfeiler der heutigen CO₂-armen Stromproduktion in der Schweiz.

Auf absehbare Zeit ist die Kernenergie in der Schweiz jedoch keine Option. Aufgrund des Reaktorunglücks in Fukushima im März 2011 sistierte der Bundesrat das Verfahren zur Bewilligung von Ersatz-Kernkraftwerken und entschied, die bestehenden Kernkraftwerke am Ende ihrer Betriebsdauer nicht durch neue Kernkraftwerke zu ersetzen.