La technologie nucléaire, recourrant à la fission de l'atome et non à la combustion de matière contenant du carbone, ne produit pas de gaz à effet de serre (ni d'ailleurs d'autres gaz responsables des pluies acides) pendant l'exploitation de la centrale.

Même en prenant en compte l'entièreté du cycle de vie d'une centrale (construction, exploitation et démantèlement), les émissions de gaz à effet de serre par kWh sont très réduites, inférieures ou comparables à celles d'un kWh éolien.
Dans notre pays, l'émission de CO2 par kilowattheure produit est, grâce aux centrales nucléaires d'Electrabel , une des plus faibles d'Europe (environ 300 g par kWh en 2006) ; ce score n'est atteint que par certains pays recourant également à l'énergie nucléaire et/ou disposant de capacités d'énergies hydrauliques importantes.
Les émissions de CO2 liées à la production électrique en Belgique s'élèvent actuellement à +/- 20 millions de tonnes par an ; sans le parc nucléaire d'Electrabel , elles atteindraient presque 50 millions de tonnes par an. Cette énergie permet ainsi d'éviter la production d'environ 30 millions de tonnes de CO2 par an, soit l'équivalent de tout le parc automobile belge.
Selon l'Union Européenne, le niveau actuel de production d'énergie nucléaire des 25 états membres permet d'éviter l'émission de quelques 700 millions de tonnes de CO2 chaque année. Ceci équivaut à la quantité de CO2 dégagée annuellement par l'ensemble du parc automobile de l'Union.