由裂變產生的核能擁有這樣的優點，即只需要很少的燃料便可產生大量能量。［2磅（0.9千克）核燃料可產生650萬磅（295萬千克）煤才能產生的能量！］富有挑戰性的一點在於，整個過程必須十分小心地控制著。（在核反應堆中，吸收中子的控制棒在反應堆的核心不斷進出，以控制反應過程。）倘若不加以控制，核反應堆中的壓力就會加大。如果壓力不斷加大，放射性氣體很可能會隨著蒸汽釋放出來。這就會引起類似於1986年蘇聯切爾諾貝利核電站的事故，它導致的核汙染至今仍然存在。

一個不加以控制的核反應，會將有害的放射性物質（比如能引起甲狀腺癌的碘同位素）釋放到環境中。這種核裂變的副產物，是與核能息息相關的問題。核反應堆被一層層厚厚的鋼和混凝土包裹住，以防止放射物洩漏。此外，因為剩餘的核燃料具有高度的放射性，所以必須遠離人群，精心儲存，直到幾十年或者幾百年以後，才能恢復其安全性。危險廢料的運輸與儲存，是核能的另一個挑戰。今天，人們將用過的燃料封存在安全容器中或者埋藏在地底下。

我們獲得核能的過程叫作裂變，在裂變過程中，原子核分裂產生大量的能量與熱量。但是聚變也能產生核能，在核聚變過程中，原子核相互聚集。科學家們仍在致力於製造出一個令人滿意的核聚變反應堆。太陽透過氫氣的核聚變反應，產生大量的能量和熱量。