原子力
核反応を利用した電池を「原子力電池」と呼ぶ。通常は不安定な原子核である不安定核種の、核壊変と呼ばれる長期持続的で小規模な核反応による発熱から電力を得る。寿命が長い上に小型で軽いため、心臓ペースメーカーなどの医療用にも用いられるが、主な用途は宇宙探査機の電源用である。
一方でその安定性や経済性、二酸化炭素排出量の少なさから、依然として原子力発電は重要な発電手段と考えられており、2030年度のエネルギーミックス計画では日本の総発電量の20%から22%、一次エネルギー供給量の10%から11%を原子力発電によってまかなう計画となっている。
原子力発電は二酸化炭素を排出しないため、地球温暖化対策には適した発電方法とされている。また、単純な発電コストに関しては低く、安定的な発電も可能であるため効率のよい発電方法とされている。一方で、炉心融解などの大規模な原子力事故が発生した場合、周囲に大量の放射性物質が拡散され、一帯が放射能汚染されるなど危険性が非常に高く、実際に1979年にアメリカで起きたスリーマイル島原子力発電所事故や1986年にソ連で起きたチェルノブイリ原発事故、そして2011年に日本で起きた福島第一原子力発電所事故のような巨大事故も発生しているため、環境に優しいというわけではない。またこうした事故が起きた際のコストは莫大なものとなる。さらに高レベルの放射性廃棄物の処理にも長期にわたる安全性が求められる。このため、大規模な反原発運動も発生し、とくにチェルノブイリ原発事故以降原子力発電所の増設にブレーキがかけられる要因となった。
また、現在の核分裂に代わって、核融合による発電のための核融合炉も研究が進められている。核融合発電は燃料の豊富さや、核暴走が起きないため高い安全性を持つなど利点が多く、実用化できた場合は有力な発電手段になり得ると考えられている。ただし実用化には困難も多く、計画では核融合発電が実用化されるのは21世紀中頃と想定されている。