Atom pilleri, uranyum cevherinin ihtiva ettiği enerjiyi kullanırlar. Uranyumun parçalanması sonucu elde edilen ısıyla atom santrallarında elektrik üretilir.
Atom pili, uranyum ve grafit bloklardan oluşan ve nükleer enerjiden elektrik enerjisi elde etmeye yarayan pillerdir. Atom pili, bir patlamaya meydan vermeden atom enerjisini serbest bırakmaya yarayan bir aygıttır. uranyumun parçalanması sonucu elde edilen ısıyı kulanan bu pilin enerjisi bir başka atom pili için de kullanılabilir.
Atom pili, uranyum atomlarının kontrollü bir şekilde parçalanması sonucu buhar üreten büyük bir ibriğe benzetilebilir. Bu buhar, elektrik türbinlerini çevirerek aydınlanmakta, ısınmakta, ya da bir atom denizaltısında olduğu gibi motorların çalıştırılmasında kullanılır. Atom pilinin atomik yakıtı enerji vererek tükenmez, devamlı çalışma sonucu yeni bir atom yakıtı hâline gelir. Bu yakıt da bir başka atom pilinde yeniden kullanılabilir. Atom pili, atom enerjisinin sulh alanındaki en verimli kullanılış şekillerinden biridir.
Atom pilini ilk olarak 2 Aralık 1942 de Chicagoda başarılı bir şekilde çalıştırılmıştır. Bu aygıtın planlarını, çağımızın en ünlü atom bilginlerinden Enrico Fermi yapmıştır.