כוח גרעיני הוא השימוש בתגובות גרעיניות לשחרור אנרגיה מגרעיני האטומים. הוא משמש להפקת חום, אותו ניתן לרתום בתחנת הכוח הגרעינית להפקת חשמל.
כוח גרעיני משמש כיום במספר מדינות לייצור חשמל. הכור הראשון נוצר על ידי פרמי וסילארד בשנת 1942. עבודה זו המשיכה והפכה לפרויקט מנהטן. פרויקט מנהטן ייצר בסופו של דבר את הנשק הגרעיני הראשון והביא למותם של עשרות אלפי אנשים כאשר הנשק שימש בשתי ערים יפניות בסוף מלחמת העולם השנייה.
תחנות כוח גרעיניות מודרניות משתמשות בתגובות ביקוע, אך קיימים ניסיונות עכשוויים ליצור כור גרעיני המשתמש בתגובות היתוך. תגובות ביקוע מתרחשות כאשר גרעין אטום גדול מתפצל לשני גרעינים קלים יותר. תגובות אלו משחררות אנרגיה, המשמשת לחימום מים. מים אלו הופכים לקיטור בלחץ גבוה והקיטור בלחץ גבוה דוחף טורבינות המחוברות לגנראטורים להסתובב. הגנרטורים מייצרים זרם חשמלי שאותו ניתן לשלוח למבנים באמצעות מערכת כבלים.
אנרגיה גרעינית היא אחת השיטות הנפוצות ביותר לייצור חשמל דל פחמן. ישנן 31 מדינות בעולם שיש להן תחנות כוח גרעיניות, כאשר חמש מדינות משתמשות בכוח גרעיני כמקור האנרגיה העיקרי שלהן. שלא כמו תחנות כוח פחם או גז, כוח גרעיני אינו כרוך בשריפה, תהליך אשר פולט פחמן דו חמצני לאטמוספירה. כוח גרעיני הוא גם אמין מאוד, מכיוון שהוא לא מסתמך על תנאי מזג אוויר כמו אנרגיה סולארית ורוח.
ניתן להשתמש בכורים גרעיניים גם להנעת צוללות, מה שמאפשר להן להישאר מתחת למים במשך חודשים בכל פעם. כוח גרעיני נבדק כאמצעי לתדלק משימות אנושיות ארוכות לכוכבי לכת אחרים.
למרות שהוא נמצא בשימוש נרחב ברחבי העולם, יש כמה היבטים שליליים של כוח גרעיני ואנשים רבים לא מסכימים עם השימוש בו. הפסולת מתחנות הכוח נותרת רדיואקטיבית ומסוכנת לחיים במשך אלפי שנים רבות. בעוד שתחנות כוח גרעיניות מודרניות בטוחות מאוד, היו מספר אסונות הקשורים לכוח גרעיני. הידוע לשמצה ביותר היה אסון צ'רנוביל בו 31 בני אדם מתו ישירות מהתאונה ויש כ-4,000 מקרי מוות כתוצאה מחשיפה לקרינה.