Et kjernekraftverk virker også som et varmekraftverk, selv om man i dagligtale og i klassifisering ikke regner kjernekraftverkene inn blant varmekraftverk. I kjernekraftverk utnyttes kjerneenergien som frigjøres når kjerner av et radioaktivt stoff blir spaltet (fisjon). Når kjernen blir spaltet får restene etter den spaltede kjernen og andre partikler stor bevegelsesenergi. Når disse bremses ned omformes bevegelsesenergien til varmeenergi. Denne varmeenergien brukes til å varme opp vann til vanndamp under høyt trykk.