Fissioon on aatomituuma tükeldamine kaheks või enamaks kergemaks tuumaks, millega kaasneb energia vabastama. Algset rasket aatomit nimetatakse lähtetuumaks ja kergemateks tuumadeks tütartuumasid. Fissioon on teatud tüüpi tuumareaktsioon, mis võib toimuda spontaanselt või osakese aatomituuma löögi tagajärjel.
Lõhustumise põhjus on see, et energia rikub tasakaalu elektrostaatilise tõrje vahel positiivselt laetud prootonite ja tugevat tuumajõudu, mis hoiab prootoneid ja neutroneid, vahel koos. Tuum võngub, nii et tagasilöök võib ületada lähiala atraktsiooni, põhjustades aatomi lõhenemise.
Massimuutus ja energia eraldumine annavad väiksema tuuma, mis on stabiilsemad kui algne raske tuum. Tütarituumad võivad siiski olla radioaktiivsed. Tuuma lõhustumisel eraldub palju energiat. Näiteks vabastab ühe kilogrammi uraani lõhustumine sama palju energiat kui umbes nelja miljardi kilogrammi kivisöe põletamine.
Lõhustumiseks on vaja energiat. Mõnikord varustatakse seda looduslikult elemendi radioaktiivse lagunemisega. Teinekord lisatakse tuumale energiat, et ületada tuuma siduvat energiat, hoides prootoneid ja neutroneid koos. Tuumaelektrijaamades suunatakse energeetilised neutronid
isotoop uraan-235. Neutronitest saadav energia võib põhjustada uraani tuuma purunemise mitmel erineval viisil. Tavaline lõhustumisreaktsioon tekitab baarium-141 ja krüptoon-92. Selles konkreetses reaktsioonis puruneb üks uraani tuum baariumi tuumaks, krüptooni tuumaks ja kaheks neutroniks. Need kaks neutronit võivad minna edasi teiste uraanituumade lõhestamiseks, mille tulemuseks on tuumaahela reaktsioon.See, kas ahelreaktsioon võib toimuda, sõltub vabastatavate neutronite energiast ja sellest, kui lähedased on naabri uraani aatomid. Reaktsiooni saab kontrollida või modelleerida, lisades aine, mis absorbeerib neutroneid enne, kui nad saavad reageerida rohkemate uraani aatomitega.