核反应堆的规划和运行所需要的步骤包括选择厂址、获得用地许可、购买或租赁土地、获得施工许可证、获得融资和保险、输电线建设、谈判购电协议、获得建设许可证、建造核电厂，将其连接到变电站，并获得最终的运营许可。从历史上看，核电厂的规划到运行（The planning-to-operation，PTO）时间已经达到10-19年或更长。例如，芬兰的Olkiluoto 3反应堆于2000年12月规划建设，其最新预计完工日期为2020年，PTO时间为20年。

基于Lazard的最新数据，2018年新核电厂的平准化发电成本（LCOE）为151美元（区间112至189美元）/ MWh。相比之下，陆上风电为43美元（区间29至56美元）/ MWh，而公用事业规模太阳能光电为41美元（区间36至46美元）/ MWh。

而且上述Lazard的数据还大大低谷了核电的LCOE。首先，Lazard假设5.75年的核电站建设时间，显然低于实际情况。第二，这个LCOE不包括核电站事故的成本。例如，清理福岛反应堆核心熔毁造成的损失的估计成本为460至640亿美元。相当于全球每个核反应堆增加12亿美元成本，即投资成本的10%至18.5%。第三，LCOE不包括存储核废料的成本。仅在美国，每年约有5亿美元用于保护大约100个民用核能发电厂的核废料，这一数额只会随着废物的不断累积而增加。

核能的增长在历史上增加了各国获得或收获钚或浓缩铀以制造核武器的能力。政府间气候变化专门委员会（IPCC）认识到这一事实。他们在其2014年能源报告的执行摘要中得出结论，“有力证据和高度一致”认为核武器扩散问题是核能发展的障碍和风险。在一个目前没有反应堆的国家建造能源核反应堆，使该国能够进口铀用于核能设施。如果该国如此选择，它可以秘密地浓缩铀，以制造武器级铀，并从铀燃料棒中收获钚，用于核武器。

小型模块化反应堆（SMR）的建造和扩散可能会进一步增加这种风险。

到目前为止，全球核电厂中有1.5%已经出现一定程度的融化。熔毁可能是灾难性的（1986年苏联切尔诺贝利、2011年日本福岛）或破坏性的（1979年宾夕法尼亚州的三哩岛、1980年的法国圣洛朗）。为此，核工业界推出了更安全的新反应堆设计，然而这些设计通常是未经考验的，并且不能保证反应堆的设计、建造和操作正确，或者自然灾害或恐怖主义行为，例如飞机冲撞反应堆，可能会导致重大灾难。

铀矿开采导致大量矿工患肺癌，因为铀矿含有天然氡气具有致癌性。一项对1950年至2000年间4,000名铀矿工的研究发现，405名（10%）死于肺癌，其他61人死于与采矿有关的肺病。

没有零排放或接近零排放的核电厂，新核电厂的排放量为78至178 克/千瓦时。其中64-102克/千瓦时是由于核电建设需要10到19年时间（相对于风或太阳能2至5年）所导致的机会性成本排放。此外，核电厂水蒸气释放出4.4克 /千瓦时。

核电厂消耗的燃料棒是放射性废物，放射性废物场所必须维持和资助至少20万年，远远超过任何核电厂的寿命。积聚的核废料越多，放射性泄漏的风险就越大，这可能会损害供水、农作物、动物和人类。