核能发电的基本原理是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。核裂变是指重原子核（如铀-235）在吸收中子后分裂成两个或多个中等质量的原子核的过程，同时释放出大量能量和额外的中子。这些新释放的中子可以继续引发更多的核裂变，形成链式反应。
以压水堆核电站为例，核燃料在反应堆中通过核裂变产生热量，加热一回路高压水。一回路水通过蒸汽发生器将热量传递给二回路水，使其变为蒸汽。蒸汽随后进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。发出的电通过电网输送到用户端。
核能发电的过程可以概括为以下几个步骤：
核裂变：
核燃料在反应堆中发生核裂变，释放出热量。
热量传递：
一回路的高温水通过蒸汽发生器将热量传递给二回路水，使其气化为蒸汽。
蒸汽驱动：
高温高压蒸汽进入汽轮机，推动汽轮发电机旋转。
电能生成：
汽轮发电机将机械能转换为电能。
电力输出：
产生的电能通过电网输送到用户端。
核能发电与火力发电类似，但使用核反应堆及蒸汽发生器代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。核能发电具有能量密度高、燃料体积小、排放低等优点，但也存在核废料处理和安全风险等挑战。