放射性物質の原子核が分裂し、その質量のいくらかが放射線に変換される現象。自然にも起きているが、一般的にはウランやプルトニウムの反応を指す。この時、放射線(特に中性子線)の照射は放射性物質の核分裂を励起する作用がある。ある一定量以上の放射能が密集すると核分裂反応が連鎖的に加速され、ついには核爆発に至る。これが核兵器の原理である。原子炉では過熱を防ぐため、中性子線を遮断する制御棒によって核分裂反応を適宜減速させる。核分裂現象は、燃料から熱を取り出す手段としては現代科学において理論上最も優れた効率を持つ。その効率は甚大な危険と環境負荷を伴うもので、国家による厳重な管制を必要とする。