Laut der Internationalen Atomenergiebehörde sind die Hauptvorteile der Kernenergie ihre Energiedichte und ihre Emissionsfreiheit. Ein einzelnes Kilogramm Uran kann fast 900.000-mal so viel Energie produzieren wie das gleiche. Ölmenge, und das alles ohne Luftverschmutzung oder Treibhausgasemissionen. Kernkraftwerke benötigen zudem deutlich weniger Platz als die meisten erneuerbaren Energien.
Ein weiterer großer Vorteil der Kernenergie gegenüber den meisten erneuerbaren Technologien besteht darin, dass die Kernenergie wie die Stromerzeugung mit fossilen Brennstoffen kontrollierbar ist. Wind- und Solaranlagen sind von Wind und Sonne abhängig, und wenn diese Kräfte nicht vorhanden sind, sinkt die Energieproduktion. Ein Kernkraftwerk kann seine Leistung im Laufe des Tages erhöhen und senken, um sich an den Strombedarf anzupassen. Während Unfälle in Kernkraftwerken extrem gefährlich sein können, bieten neue Thoriumreaktorkonzepte erhebliche Sicherheitsvorteile gegenüber alten Druckreaktoren, indem sie im Notfall oder Stromausfall automatisch abschalten. Kernkraftwerke produzieren Abfall als Teil des Energieerzeugungsprozesses, und dieser Abfall kann giftig sein. Moderne Reaktorkonstruktionen produzieren jedoch erheblich weniger Abfall als ältere Modelle, und einige Reaktoren können sogar jahrzehntealten Atommüll verarbeiten und einen Großteil davon als Brennstoff wiederverwenden.