원자력의 역사는 물질의 궁극적 구조를 밝혀내기 위한 과정이다. 뢴트겐이 X-선을 발견하면서 시작된 '물질의 미시적 세계'에 대한 해석은 20세기 초 아인슈타인의 '질량-에너지 등가법칙'이 규명되면서 비로소 가능해졌다. 이후 채드윅에 의해 중성자가 발견되면서 핵분열의 가능성이 열리게 됐다.
1939년부터 1940년에 걸쳐 우라늄의 핵분열에너지 이용의 가능성이 명백해졌다. 독일 파시즘(나치)의 대두를 두려워 한 과학자들은 나치의 원자력 연구에 대항해 적극적으로 원자력의 군사이용을 위해 노력했다. 영국 프랑스 등에서 시작된 핵분열 에너지 이용 연구는 2차 세계대전의 발발과 동시에 독일군의 침공에 의해 대부분 중단됐다.
그후 1953년에 미국의 아이젠하워 대통령이 유엔에서 '원자력의 평화적 이용'을 주창하면서 미국의 원자력 기술이 세계에 공개됐다. 이는 많은 국가들로 하여금 원자력 연구에 박차를 가하도록 하는 시발점이 됐다. 그 결과 1954년 옛 소련의 오브닌스크 원전이 세계 최초로 가동됐으며,1956년에는 영국에서 콜더홀 원전이 처음으로 상업운전을 시작했다.
한국의 경우 1959년에 원자력원이 발족되면서 본격적인 연구가 시작됐고,1962년에 연구용 원자로인 '트리가마크-Ⅱ'를 준공했다. 이후 1978년 4월29일 우리나라 최초의 원자력발전소인 '고리 1호기'가 처음으로 가동됐다. 우리나라는 안정적인 전력 공급을 위해 원자력 발전소를 지속적으로 건설,현재 20기의 원자력 발전소가 운전 중에 있다.