核裂变又称核裂变，是一个原子核分裂成几个原子核的变化。核裂变只有一些质量非常大的原子核，如铀和钍，才能发生核裂变。在吸收一个中子后，这些原子的原子核会分裂成两个或更多更小的原子核，同时释放出两三个中子和大量能量，然后导致其他原子核发生核裂变.以便该过程继续进行。这个过程叫做连锁反应。

当核裂变发生时，释放出巨大的能量，这种能量被称为核能，俗称原子能。1吨铀-235的裂变将产生20，000兆瓦小时的能量(足以让一个20兆瓦的发电站运行1，000小时)，这相当于燃烧300万吨煤释放的能量。参见裂变和聚变。铀裂变在核电站中是最常见的。铀原子受热时会放出2到4个中子，然后撞击其他原子，从而形成连锁反应和自发裂变。撞击除了释放中子，还会释放热量，从而加速撞击。但是，如果温度过高，反应堆就会融化，从而导致严重的灾难。因此，通常放置控制棒(由硼制成)来吸收中子，以降低分裂速度。一个重核分裂成两个(或更多)中等质量碎片的现象。由裂变产生的裂变可分为自发裂变和诱发裂变。自发裂变是没有外力作用的裂变，类似放射性衰变，是重核不稳定性的一种表现。诱发裂变是外来粒子(最常见的是中子)轰击产生的裂变。