También conocida como fisión nuclear, al dividir un átomo se reduce su masa general, lo que provoca la liberación de una cantidad relativamente masiva de energía. Prácticamente todos los átomos pueden generar energía nuclear de esta manera. pero aquellos con la mayor masa atómica proporcionarán la mayor cantidad de energía de la fisión.
Los reactores nucleares dependen de la fisión para generar calor, lo que a su vez hace que las piscinas de refrigeración hiervan, impulsando las turbinas de vapor. En otros casos, es el proceso de fisión repentino y violento que resulta en detonaciones nucleares que pueden devastar grandes áreas geográficas. El proceso en sí es notablemente eficiente, pero requiere una gran inversión de energía inicial para generar. En oposición a la fisión, el proceso de fusión mediante el cual se unen dos átomos genera varias veces más energía, pero no presenta el riesgo de contaminación nuclear o contaminación. Además, las barras de combustible de isótopos gastados siguen siendo peligrosas durante muchos miles de años, mientras que los materiales consumidos durante el proceso de fusión siguen siendo seguros de manipular y transportar. El proceso de fusión más común, el de convertir hidrógeno y oxígeno en agua, es a menudo el más fácil y el más frecuente. Estos dos elementos no solo son los más abundantes, sino que también se unen más fácilmente que otros elementos.