由于物理学的危机，产生了相对论和量子力学，爱因斯坦的狭义相对论从理论上推导出质能公式，说明只要损失很小的质量，就能获取巨大的能量。盟国获悉希特勒正在研制能释放巨大能量的炸弹（原子弹），经美国总统罗斯福批准，1942年意大利科学家费米负责研究原子弹的制造工作，1945年7月16日，第一颗原子弹在新墨西哥的沙漠地带试爆取得成功，这标志着人类学会了利用原子能。
世界上可供开发的核能资源能量是矿物燃料的十多万倍。1千克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量。一座100万千瓦的核电站，一年只需消耗28吨3%的低浓缩铀。而同样规模的燃煤发电厂每年需要消耗300—400万吨的原煤。
燃煤电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质，同时煤里的少量铀、钛和镭等放射性物质，也会随着烟尘飘落到火电站的周围，污染环境。而核电站设置了层层屏障，基本上不排放污染环境的物质，就是泄漏到空气中的放射性污染也比烧煤电站少得多。
所以，核能发电具有非常明显的优势。
但是，核电站必须严格加以管控，一旦发生事故，就能给电站周围环境造成灾难性的后果。1979年美国三里岛压水堆核电站事故、1986年苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故，以及2012年由于地震造成的日本福岛核电站核泄漏事故都给周围的环境造成了严重的影响。
为了维护环境的安全，科学家正在研究一种磁约束核聚核反应的装置。因为聚核反应需要很高的温度，在这样高的温度面前，任何传统的容器都将被熔化。这种叫做托卡马克的磁约束核聚变装置研究成功，它将永久性地解决人类的能源危机，人类将得到对环境没有污染的，核聚变原料氕、氘、氚又取之不尽用之不竭的新能源。
中国自主设计建设的第一座核电站——秦山核电站于1991年建成投产。1994年中外合作又建成了大亚湾核电站。从1996年开始，中国又自主设计建设了秦山二期核电站；与国外合作建设了岭澳核电站、秦山三期核电站和田湾核电站。到2005年江苏田湾核电站建成投运，这时中国的核电总装机容量达913万千瓦。
经过20多年的发展，中国在核电技术的研究开发、工程设计、设备制造、工程建设、营运管理等方面，具备了一定的基础和实力，能自主设计建设30万千瓦和60万千瓦压水堆核电机组，也具备了以我为主、中外合作建设百万千瓦级压水堆核电机组的能力。
中国的核工业现已形成了包括基础研究、应用研究、工程研究在内完整的核科学研究开发体系，形成了核能利用、核燃料循环、核技术应用三大产业。中国在许多高等院校设立了原子能专业，为核工业发展培养了大批专业人才。
在发展核电的同时，中国还积极开展核能的其他形式的利用研究。例如，低温核供热的工程试验研究；利用核能进行海水淡化的工程研究等。
放射性废物治理是核燃料循环的重要组成部分。高放射性的废物能否得到妥善处理与处置，关系到公众人身安全和人类居住环境的安全。所以中国十分重视放射性废物处理的研究。开展高放废液的分离、嬗变研究。同时，中国采用闭式核燃料循环的路线，通过对核电站乏燃料的处理，提取钚制成铀钚混合燃料供核电站使用，并为以后快中子堆核电站的发展创造条件。
当前，为了缓解能源危机，人们的目光还转向了可再生能源，利用太阳对地面照射的阳光发电的光伏发电；利用风力发电；利用水力发电；利用潮汐发电；利用海水表明与深处的温差发电，利用地热发电。这些电源都很分散、不稳定。针对这些困难，科学家研发了一套智能电网技术，为各种分散的小型的可再生能源发电系统，提供各种完美的电源变换和接入方案，主要应用于可再生能源并网发电系统、离网型村落供电系统和户用电源系统，并可为电网延伸困难的地区通信、交通、路灯照明等提供电力。
总之，目前人们在能源方面的一切努力，都是为了保护人类的生态文明，追寻一条可持续发展的道路。