核电站在正常运行中，对环境的影响主要来自三个方面：放射性物质释放，废热排放以及化学物质的排放。其中废热的排放与普通火电站相似，化学物质的排放对环境的影响甚微，人们最关心的是放射性物质释放对环境的影响。
核电站反应堆在运行过程中，由于核燃料裂变和结构材料、腐蚀产物及堆内冷却水中杂质吸收中子均会产生各种放射性核素。只有极少量的裂变产物可通过核燃料元件包壳裂缝漏进冷却剂或慢化剂，排入环境。
核电站正常运行时对公众所产生的辐照剂量约为0.02毫希/年，远远小于宇宙射线、地壳辐射等射线贡献的剂量（约为2.4毫希/年），也完全满足国际安全标准规定的（1毫希/年）个人剂量限值的要求。
核电站流出物（废液、废气）的排放经过严格的治理。放射性废液通过蒸发、离子交换、凝聚沉淀、过滤等方法处理达标后，采取槽式排放。浓缩液及高放射性废液，经浓缩后固化贮存。放射性废气经过过滤、储存、衰减等过程，待其放射性水平达到允许值后，通过烟囱排入大气。国家对核电站流出物的排放有明确的管理要求，通过年排放量限值对其一年的排放总量进行严格控制。经过对已运行的核电站多年的监测，核电站向环境释放的放射性物质对环境的影响甚微，周围环境的辐射水平与核电站运行前的本底水平基本一致。
利用核能发电50多年来的实践证明，核能是一种清洁能源，与同规模的火电厂相比，核电站排放的污染物更少，对环境的影响更小。因此，核能的发展不但不会加剧环境的污染，还有助于解决由于能源发展带来的环境问题。
核电站和火电站对环境影响的比较
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需要的燃料 |
辐射剂量增值
（毫希/年） |
二氧化硫排放量（万吨/年） |
氮氧化物排放量（万吨/年） |
二氧化碳排放量（万吨/年） |
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100万千瓦核电站 |
30吨核燃料/年 |
0.02 |
0 |
0 |
0 |
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100万千瓦火电站 |
300万吨煤/年 |
0.05 |
2
（会导致酸雨） |
1 |
600（会导致温室效应） |
