ในด้านความปลอดภัยนั้น บรรดานักวิชาการและผู้ที่เกี่ยวข้องต่างก็ตระหนักถึงภัยอันตรายจากรังสีเป็นอย่างดีไม่ยิ่งหย่อนไปกว่าประชาชน ฉะนั้น การจะนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ จำเป็นต้องพยายามหาทางป้องกันทุกวิถีทางที่จะมิให้เกิดอันตรายขึ้น การออกแบบระบบปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้ระดมมาตรการความปลอดภัยไว้หลายขั้น คือ

1. ระบบการทำงานของปฏิกรณ์นิวเคลียร์ส่วนที่เกี่ยวข้องกับรังสีจะเป็นระบบปิดไม่สัมผัสสิ่งแวดล้อม
2. การออกแบบ ก่อสร้าง และเดินเครื่องจะต้องดำเนินการภายใต้โปรแกรมประกันคุณภาพที่เข้มงวด
3. ยูเรเนียมที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงนั้นจะมียูเรเนียม 235 ซึ่งเป็นตัวพลังงานหลัก อยู่ในสัดส่วนที่ต่ำมากเพียงร้อยละ 3 แทนที่จะมากกว่าร้อยละ 90 อย่างกรณีของระเบิดนิวเคลียร์
4. เมื่ออุณหภูมิหรือความร้อนในปฏิกรณ์นิวเคลียร์สูงขึ้น การแตกตัวของนิวเคลียสยูเรเนียมจะเพิ่มขึ้นในอัตราที่น้อยลง นั่นก็คือ การควบคุมตัวเองมิให้เร่งปลดปล่อยพลังงานออกมาจนกลายเป็นลูกระเบิด

นอกจากนี้ ถึงแม้จะมีสารกัมมันตรังสีหลุดออกมาจากยูเรเนียมซึ่งถูกอัดให้เป็นเม็ดได้บ้าง ก็จะถูกขังไว้ภายในแท่งเชื้อเพลิงซึ่งทำด้วยโลหะห่อหุ้มอยู่ และยังมีหม้อปฏิกรณ์ซึ่งทำด้วยเหล็กหนาประมาณ 6 นิ้ว หุ้มอยู่อีกชั้นหนึ่ง รวมทั้งยังมีอาคารคลุมปฏิกรณ์ซึ่งเป็นอาคาร 2 ชั้น และมีความแข็งแรงทนทานต่อแรงแผ่นดินไหวและขีปนาวุธชนได้อาคารชั้นนอกจะทำด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กหนาประมาณ 1 เมตร ดังนั้น โอกาสที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะปล่อยรังสีออกสู่สิ่งแวดล้อม หรือการระเบิดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จึงเป็นไปได้ค่อนข้างยาก

ในด้านความปลอดภัย มีข้อมูลยืนยันจากการประชุมทางวิชาการที่ประเทศฟินแลนด์ เมื่อเดือนพฤษภาคม พุทธศักราช 2535 พบว่า การใช้เชื้อเพลิงทุกแบบมีอัตราการเสี่ยงสูงที่สุด