Az atomerőmű a maghasadás vagy magfúzió során felszabaduló hőt elektromos energiává alakító létesítmény, amelynek kulcseleme az atomreaktor; például a paksi atomerőműben egy blokk 500 MW elektromos teljesítményt állít elő. A történelem mérföldkövei közé tartozik az első kísérleti reaktor, amelyet Szilárd Leó és Enrico Fermi építettek Chicagoiban 1942-ben, majd 1954-ben az obnyinszki mű lett az első közszolgálati atomerőmű. A modern erőművek túlnyomóan uránhasadáson alapuló fissziós reaktorok (például BWR, PWR, CANDU, RBMK), míg a fúzió még kísérleti stádiumban marad, mint a JET vagy az épülő ITER projekt. Előnyei a káros gázemisszió hiánya és a kis hulladékmennyiség, ugyanakkor a radioaktív hulladék hosszú, akár tízezer évé is terjedő veszélye és a nukleáris balesetek kockázata a nevezetes hátrányai – ezt erősítik olyan katasztrófák, mint a Windscale (1957) és a Three Mile Island (1979). Magyarországon jelenleg a Paksi Atomerőmű az egyetlen ilyen létesítmény, ez is jelzi, hogy az atomenergia kompromisszum a tiszta, de kockázatos energiatermelésként.