تولید برق از هر نوع انرژی اولیه، دارای اثرات محیطی ویژه ای می باشند. یک ارزیابی متعادل از انرژی هسته ای شامل مقایسه اثرات محیطی آن با اثرات محیطی تولید الکتریسیته توسط زغال سنگ است.  در یک معدن اورانیوم، دستور العمل های استاندارد بهره برداری اطمینان می دهد که هیچگونه آلودگی قابل توجه در هوا یا آب وجود ندارد و یا به وجود نمی آید. امروزه، اثرات محیط زیست ناشی از استخراج معادن زغال سنگ ناچیزند، مگر در مقادیر و ابعاد وسیع که احتیاج به احیای محیط پیرامون فعالیت ها داشته باشد و در محل ها و مناطق خاصی، پساب ها و زهکشی اسیدی ناشی از عملیات اخیر، یک مشکل جدی تلقی می شود.

روزانه مقادیر قابل توجهی مواد رادیو اکتیویته از نیروگاه های زغال سنگی و نیز هسته ای به جو زمین وارد می شود.

 نیروگاه های هسته ای و مراکز باز فرآوری سوخت های هسته ای نیز مقدار کمی گاز رادیواکتیو آزاد می کنند، برای مثال کریپتون 85 و زنون 133 و نیز ممکن است مقدار کمی از ید 131 (که به کمک تجهیزات پیشرفته آشکار سازی در محیط قابل تشخیص می باشد) آزاد سازند. برای کاهش انتشار خاکستر ناشی از نیزوگاه های زغال سنگی و همینطور رادیو نوکلوییدهای حاصل از نیروگاه های هسته ای و نیز سایر نیروگاه ها گام هایی برداشته شده است. در حال حاضر هیچکدام از این فعالیت ها مشکل زیست محیطی قابل توجهی را به وجود نیاورده اند.

کارایی گرمایی نیروگاه های زغال سنگی بین 20 درصد تا 40 درصد متغیر است. انواع جدیدتر آنها کارایی بالای 32 درصد را ارایه می دهند. نیروگاه های هسته ای دارای کارایی بین 29 درصد تا 38 درصد هستند

 امروزه نوع رایج راکتورهای آب سبک کارایی حدود 34 درصد دارند. بنابراین از نظر میزان اتلاف حرارتی هیچ کدام از سوخت ها ترجیحی به یکدیگر ندارند، مستقل از اینکه خنک سازی در یک نیروگاه از طریق آب یک رودخانه یا برج های خنک کننده، با استفاده از هوا انجام شود. در هر صورت این گرما همیشه لازم نیست که تلف شده باشد.

در نقاط  دارای آب و هوای خنک تر، این گرما به میزان زیادی قابلیت مصرف جهت استفاده های منطقه ای و کشاورزی پیدا می کند، و این به سهم خود سبب کاهش حجم بخار می گردد که مه های محلی ناشی از آزاد شدن گرما در محیط به وجود می آیند. در تولید برق با استفاده از نیروگاه های زغال سنگی یا نفتی مسئله زیست محیطی مهم، تولید CO2 و SO2 است.  وقتی که زغال سنگ با 5/2 درصد گوگرد برای تولید برق استفاده می شود به ازای هر نفر در یک سال به میزان 9 تن CO2 و میزان 120 کیلوگرم SO2 تولید گردد.

باران های اسیدی با PH برابر 4 یا کمتر از تبعات مستقیم رهاسازی این گازهای آلاینده در هواست. این باران های اسیدی در شمال شرقی آمریکا و کشورهای اسکاندیناوی تغییرات زیست شناختی، اکولوژیکی و ضررهای اقتصادی را موجب شده است. در بریتانیا و آمریکا ابتدا به منظور کاهش موارد یاد شده، بیشتر از نفت با گوگرد کمتر یا گاز طبیعی استفاده می شد. اما این راه برد، برخی مسائل کلی ناشی از هزینه حمل و نقل نفت و یا شبکه لوله کشی گاز به خانه ها و موسسات صنعتی را به همراه داشته است.

در اوایل سال 1356هخ(1977م) گزارشی از فرهنگستان علوم آمریکا چنین نتیجه گیری می کرد که " عامل اصلی محدود کننده در تولید انرژی از سوخت های فسیلی در قرن های بعدی ممکن است به علت تاثیرات اقلیمی آزاد سازی گاز دی اکسید کربن باشد."

امروزه این امر کاملا مشهود است. تغییر دمای کره زمین در رابطه با افزایش CO2 یک عامل مهم برای مقایسه زغال سنگ و انرژی هسته ای برای تولید برق است. افزایش میزان CO2 ناشی از سوختن سوخت های فسیلی حدود 25میلیارد تن در سال است. حدود 38 درصد این مقدار از زغال سنگ و 43 درصد آن از نفت به وجود می آید. هر نیروگاه برق با 1000MWe که با سوخت زغال سنگ کار می کند، حدود 7 میلیون تن CO2 در سال آزاد می کند. اگر زغال سنگ غیر مرغوب استفاده شود، این مقدار بیشتر می شود. در حالی که چنانچه از اورانیم استفاده شود این امر هرگز اتفاق نمی افتد.

در ازاء مصرف هر 22 تن اورانیوم(26 تنU3O8) در یک راکتور آب سبک نسبت به زغال سنگ حدود یک میلیون تن CO2 کمتر تولید می شود.

امروزه توافق هایی وجود دارد که بر اساس آنها استراتژی و راهبردهایی در خدمت گرفته شوند که از انباشتگی CO2 کاسته شود. استفاده گسترده از اورانیوم به عنوان سوخت، یکی از این راهبردها است

دلیل اصلی که از محبوبیت زغال سنگ می کاهد، مقدار بسیار زیاد آن است که باید استخراج و به یک نیروگاه برق منتقل شود. استخراج مقدار زیاد مورد نیاز این ماده به هر حال خطرات زیادی را نیز در بر دارد و این مورد در آمارها نیز در نظر گرفته شده است

جدول زیر مقایسه حوادث آماری در تولید انرژی اولیه ( تولید برق در حدود 40 درصد انرژی اولیه کل است.) را نشان می دهد: