Paliwo jądrowe jest substancją w skład której wchodzi jakiś z materiałów rozszczepialnych. Substancja ta jest używana do produkcji energi w różnego rodzaju reaktorach jądrowych.
Najczęściej jej głównym składnikiem jest wzbogacony uran, czyli taki który posiada zwiększoną ilość izotopu 235u. Najczęściej ilość tego izotopu mieści się w granicach od kilku do nawet 90 procent. Paliwo jądrowe jest przechowywane w różnych formach. Może być ciałem stałym i w tym przypadku jest gromadzony w formie prętów lub pastylek. Może też być w postaci ciekłej przechowywany jako roztwór azotanu uranylu. Ostatecznie może też być gromadzony jako gaz i w tym przypadku jest sześciofluorkiem uranu.
Innym materiałem wykorzystywanym jako paliwo jądrowe może być jeden z izotopów plutonu, a dokładniej 239Pu. Użycie któregoś z wymienionych rodzajów paliwa jest uzależnione od danego reaktora jądrowego do którego to paliwo jest przeznaczone. Skład chemiczny paliwa powinien składać się z materiałów, które nie będą wchodzić w reakcję ze sobą ani z mieszaniną chłodzącą reaktor w trakcie jego pracy.
W trakcie pracy reaktora z umieszczonym w nim paliwem jądrowym rośnie liczba produktów aktywacji oraz rozszczepienia. Liczba ta wzrasta do momentu, który wymusza wymianę danej dawki paliwa jądrowego. Paliwo jądrowe nie nadające się już do użytku nazywamy potocznie wypalonym. Paliwo wypalone jest najbardziej promieniotwórczą mieszaniną, która po jakimś czasie może zostać oczyszczona i użyta powtórnie.
Jest wiele rodzajów i podziałów paliwa jądrowego. Jednakże nie będę wyliczał wszystkich, a tylko przytocze najważniejsze z nich. Pierwszym typem paliwa jądrowego jest paliwo ceramiczne, które tworzą ceramiczne związki plutonu jak i uranu. odznacza sie wyższą temperaturą topnienia w porównaniu z paliwami metalicznymi oraz posiada wysoką odporność na promieniowania jak i korozję. Ale jego wadą jest dużo mniejsza wydajność. Wśród paliw ceramicznych mamy następujące podtypy: paliwo ceramiczne tlenkowe, dyspersyjne, węglikowe a także ceramiczne z powłoką grafitową.
Kolejnym typem paliwa jądrowego jest paliwo ciekłe. Paliwo to jest szeroko wykorzystywane w reaktorach termicznych. Ma wiele zalet takich jak duża moc termiczna w przeliczeniu na jednostkę objętości, niezmiernie dużą wydajność, można chłodzić je poza reaktorem i stale odprowadzać produkty aktywacji i rozszczepienia bez przymusu wymiany całej porcji paliwa. Jednak paliwo to nie może mieć samych zalet i musi też mieć jakieś wady. Są nimi między innymi częste powodowanie korozji urządzeń, bardzo wysoka radioaktywność oraz bardzo {ograniczony|zawężony zakres temperatury w której reaktor może pracować.
Pozostałe typy paliwa jądrowego to paliwo cermetowe, metaliczne, gazowe, fluidalne a także naturalne, które jest najprostsze i najtańsze z wszystkich wyżej wyliczonych paliw.