Durante el primer tercio del siglo XX se desarrollaron los fundamentos de la energía nuclear. Otra vez fueron los progresos de la Física, gracias a los trabajos de figuras como Becquerel o el matrimonio Curie entre otros, con sus estudios sobre los materiales radioactivos, los que se tradujeron en nuevos avances que culminaron en la primera fisión artificial del átomo de uranio en 1938 por Otto Hahn y en el desarrollo del primer reactor nuclear en los EE UU por Enrico Fermi en 1942.
Paralelamente se desarrolló la vertiente militar de la energía nuclear, que culminó en las explosiones de Hiroshima y Nagasaki y tuvo como corolario la Guerra Fría -que ocupó la segunda mitad del siglo XX- entre las dos grandes superpotencias, EE UU y la URSS. La primera aplicación práctica fue la bomba atómica, en la cual se liberó una energía de 12 kilotones (energía equivalente a 12 000 toneladas de explosivo TNT) que destruyó las dos ciudades por entero.
En la década de los 70 hubo una gran crisis energética originada por la escasez del petróleo. Esto promovió la construcción de las primeras centrales nucleares del mundo que tenían por combustible el uranio, evitando así tener que depender del petróleo y de los países exportadores.
A finales del 97 en el mundo hacía 423 centrales nucleares funcionando en 30 países. Tenían una potencia instalada de 327,6 GW y producían el 16% de la electricidad mundial.
A finales del 2007 había 439 unidades en funcionamiento en el mundo (cinco unidades menos que en el 2002) con una potencia total de 371,7 GW.
La energía nuclear proporciona el 16% de la electricidad del mundo, el 6% de la energía primaria comercial y entre el 2 y 3% de la energía final del mundo, más menor que la contribución hidráulica. En 21 de los 31 países donde operan centrales electronucleares, disminuyó el porcentaje de energía nuclear en el 2006 respecto a la del año 2003.
