Selon l'Agence internationale de l'énergie atomique, les principaux avantages de l'énergie nucléaire sont sa densité énergétique et son absence d'émissions. Un seul kilogramme d'uranium peut produire près de 900 000 fois plus d'énergie que le même volume de pétrole, le tout sans produire de pollution de l'air ni d'émissions de gaz à effet de serre. Les centrales nucléaires nécessitent également beaucoup moins d'espace que la plupart des formes d'énergie renouvelable.
Un autre avantage majeur du nucléaire par rapport à la plupart des technologies renouvelables est que, comme la production d'électricité à partir de combustibles fossiles, l'énergie nucléaire est contrôlable. Les centrales éoliennes et solaires dépendent du vent et du soleil, et lorsque ces forces ne sont pas présentes, la production d'énergie chute. Une centrale nucléaire peut augmenter et diminuer sa production tout au long de la journée pour s'adapter aux demandes d'électricité. Alors que les accidents dans les centrales nucléaires peuvent être extrêmement dangereux, les nouvelles conceptions de réacteurs au thorium offrent des avantages de sécurité considérables par rapport aux anciens réacteurs pressurisés, s'arrêtant automatiquement en cas d'urgence ou de panne de courant. Les centrales nucléaires produisent des déchets dans le cadre du processus de production d'énergie, et ces déchets peuvent être toxiques. Cependant, les conceptions de réacteurs modernes produisent considérablement moins de déchets que les modèles plus anciens, et certains réacteurs peuvent même traiter des déchets nucléaires vieux de plusieurs décennies et en réutiliser une grande partie comme combustible.
