核能的利用主要是进行核能发电。核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），比较起来所需燃料体积比火力电厂少相当多。
在未来的城市建设中，核能发电将会成为主要的能源，因为核能发电不会造成空气污染，也不会产生温室效应的二氧化碳，而且用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座105万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。因此核电站可建在城市建设最需要的工业区附近。在未来如果人类掌握了核聚变反应技术，那么还可以使用海水做燃料，进行发电，可以说是取之不尽，用之方便。
核能在未来生活中的另一个应用就是进行海水淡化。目前全世界的水资源可谓是极度缺乏，可饮用淡水资源在若干年以后就将枯竭，人类必须为未来的生活寻找新的水源，海水淡化便是一种方法，但海水淡化要消耗电能，按照惯例，核反应堆产生的大部分热能都浪费了，而核能海水淡化充分利用了这部分能量，在综合性设备中将再生电能和海水淡化所用的热能结合起来，同时也不会产生温室气体。
另外，现阶段先进反应堆和先进核燃料循环技术的研发也会为未来城市对核能的利用提供机遇。毫无疑问，核能在世界未来能源供应中具有不可替代的作用，可以为未来人类生活的能源供应作出更大的贡献。