原子炉で発生する核分裂エネルギー（熱エネルギー）を電気エネルギーに転換するように設計された発電所である。世界最初に原子力発電を行ったのは、アメリカの原子炉ＥＢＲ—１であり（１９５１年１２月実験的に２００ｋＷの発電に成功）、世界最初の原子力発電所は、ロシアのＯｂｎｉｎｓｋ原子力発電所（１９５４年６月送電開始，出力５ＭＷｅ）である。現在加圧水型炉および沸騰水型炉が最も多く運転されている。開発中のものの中には液体金属冷却高速炉などがある。