核能發電清潔高效，可有效減少碳排放。與煤炭、天然氣、風能、太陽能等其他發電方式相比，核電更為清潔高效，二氧化碳排放量最低。根據聯合國歐洲經濟委員會發布的《全生命周期發電選擇》與國際原子能機構數據，全生命周期內，作為化石能源的煤炭、天然氣二氧化碳排放量最高，煤炭與燃燒效率 30%的天然氣、燃燒效率 50%的天然氣發電方式下，每千瓦時二氧化碳排放量高達1023、723、434 克。光伏、風電的二氧化碳排放量相對較低，分別為 30、10克/千瓦時，但仍不及核電的 5.7 克/千瓦時。目前，我國核電設備平均利用小時數在各發電方式中最高，基本維持在 7500 小時以上，2023 年達 7670 小時，顯著高于火電、水電、風電的 4466、3133、2225 小時，這主要是核電設施的技術特點與安全要求所致。