也称为可裂变物质。其中最重要的是U（铀元素的同位素，原子量235），是及Pu（钸元素的同位素，原子量239），这些核燃料分裂后大部份会形成原子量在95及135左右的元素（核裂变产物）。大部份核燃料的自发裂变非常缓慢，透过α/β衰变链，时间从的数千纪到数地质年代。在核反应堆或是核武中，大部的核裂变是由中子的撞击产生，而核裂变也会产生中子，引发更多的核裂变。
链式反应.许多重元素，像是铀、钍、钚，会有由放射性衰变产生的自发裂变，以及由中子引发的核反应。任何吸收中子可以发生核裂变的原子核