Se denomina combustible nuclear a todo aquel material que haya sido adaptado para poder ser utilizado en la generación de energía nuclear. El término combustible nuclear puede referirse tanto al material (físil o fusionable) por sí mismo como al conjunto elaborado y utilizado finalmente, es decir, los haces o manojos de combustible, compuestos por barras que contienen el material físil en su interior, aquellas configuraciones que incluyen el combustible junto con el moderador o cualquier otra cosa. El proceso más utilizado y conocido es la fisión nuclear. El combustible nuclear más común está formado por elementos fisibles como el uranio, generando reacciones en cadena controladas dentro de los reactores nucleares que se encuentran en las centrales nucleares. El isótopo utilizado más habitualmente en la fisión es el 235U. Los procesos de producción del combustible nuclear que comprenden la minería, refinado, purificado, su utilización y el tratamiento final de residuos, conforman en su conjunto el denominado ciclo del combustible nuclear. Otro proceso nuclear que puede ser utilizado es la fusión. En dicho proceso se utilizan como combustible isótopos ligeros como el tritio y el deuterio. Otros elementos como el 238Pu y otros se usan para producir pequeñas cantidades de energía mediante procesos de desintegración radiactiva en los generadores termoeléctricos de radioisótopos o en otros tipos de pilas atómicas.

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Nuclear fuel is a substance that is used in nuclear power stations to produce heat to power turbines. Heat is created when nuclear fuel undergoes nuclear fission Most nuclear fuels contain heavy fissile elements that are capable of nuclear fission, such as uranium-235 or plutonium-239. When the unstable nuclei of these atoms are hit by a slow-moving neutron, they split, creating two daughter nuclei and two or three more neutrons. These neutrons then go on to split more nuclei. This creates a self-sustaining chain reaction that is controlled in a nuclear reactor, or uncontrolled in a nuclear weapon. The processes involved in mining, refining, purifying, using, and disposing of nuclear fuel are collectively known as the nuclear fuel cycle. Not all types of nuclear fuels create power from nuclear fission; plutonium-238 and some other elements are used to produce small amounts of nuclear power by radioactive decay in radioisotope thermoelectric generators and other types of atomic batteries. Nuclear fuel has the highest energy density of all practical fuel sources.

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