核电站主要是利用核裂变反应来产生电力的设施，而不是核聚变。核裂变是指重原子核（如铀-235或钚-239）在吸收一个中子后变得不稳定，进而分裂成两个较轻的原子核，并释放出大量的能量以及2到3个新的中子的过程。这一过程释放的能量非常巨大，足以驱动发电站中的涡轮发电机，从而产生电力。
相比之下，核聚变是将两个轻原子核（如氢的同位素氘和氚）融合成一个更重的原子核的过程，同时释放出巨大的能量。太阳和其他恒星就是通过核聚变反应产生光和热的。然而，尽管核聚变具有巨大的潜力，包括几乎无限的燃料来源和较少的放射性废物，但目前人类尚未能够在地球上实现持续、可控的核聚变反应用于商业电力生产。
当前运行的核电站都是基于核裂变技术，这些核电站使用核裂变产生的热量来加热水，生成蒸汽，推动涡轮机旋转，进而带动发电机产生电力。尽管核聚变被认为是未来能源的一种有潜力的解决方案，但在可预见的将来，它还不能替代现有的核裂变核电站在电力生产中的作用。