原子力発電は発電時にCO2を排出しないため、地球温暖化防止の観点で優れた発電方法です。
火力発電所では、石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料を燃やし、その熱エネルギーを利用して発電を行っています。そのため火力発電では発電の過程において、地球温暖化の大きな要因となる二酸化炭素(CO2)を排出します。
一方、原子力発電では、ウランの核分裂によって発生する熱エネルギーを利用して発電を行っていますので、その過程において燃焼がなく、二酸化炭素(CO2)や、大気汚染・酸性雨の原因となる硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)を排出しません。
電源別の二酸化炭素排出量（メタンによる効果を含めたもの）について、発電ばかりではなく、原料の採掘や輸送、発電所の建設や運転などに消費するすべてのエネルギーを含めて算出した場合においても、１kWh当たりのCO2排出量は、最も発電効率の高い火力発電所で約519ｇなのに対し、原子力発電所では約22ｇで、太陽光（約53ｇ）や風力（約29ｇ）を下回っています。
つまり、原子力発電は、地球温暖化防止の観点で優れた発電方法のひとつと言えます。