Bei seiner Reise nach Japan im November 2019, wo er auch Hiroshima und Nagasaki besuchte, forderte er die weltweite Abschaffung von Kernwaffen, deren Besitz er für unmoralisch erklärte. Atomwaffen und andere Massenvernichtungsmittel seien keine geeignete Antwort auf den Wunsch nach Frieden; das Wettrüsten bezeichnete er als Vergeudung wertvoller Ressourcen, die stattdessen für Entwicklungsaufgaben und den Umweltschutz verwandt werden könnten. In seiner Enzyklika Laudato si’ beurteilt Franziskus die Nutzung der Kernenergie als ein riskantes Projekt, das „zutiefst die Lebensqualität […] schädigen“ könne. Der gefährliche Atommüll trage dazu bei, dass sich die Erde „immer mehr in eine unermessliche Mülldeponie“ verwandle. Bei einem Treffen mit Opfern der Atomkatastrophe in Fukushima äußerte er Sorge über die fortdauernde Nutzung der Kernenergie.