Rozszczepienie jąder atomowych to reakcja, w wyniku której z jednego ciężkiego jądra na skutek zderzenia z neutronem powstają dwa mniejsze jądra o prawie takiej samej masie, które uzyskują wielką szybkość i tym samym ogromną energię kinetyczną. W tym procesie emitowane są dodatkowo dwa lub trzy swobodne neutrony, które zderzając się z kolejnymi jądrami wywołują lawinowo ich rozszczepienie. W wyniku reakcji łańcuchowej zainicjowanej przez jeden neutron wyzwala się energia jądrowa, którą jest energia kinetyczna produktów rozszczepienia.
Reakcji rozszczepienia jąder towarzyszy emisja promieniowania gamma. W wyniku rozszczepienia jąder uranu powstają, jako produkty rozszczepienia, jądra kryptonu i baru oraz trzy swobodne neutrony, które powodują rozszczepienie kolejnych jąder uranu.
Rozszczepienie jąder uranu U-235 zachodzące w sposób kontrolowany jest źródłem ciepła, które jest wykorzystywane w elektrowniach jądrowych. W sposób niekontrolowany rozszczepienie jąder uranu zachodzi w bombach atomowych.
Rozszczepienie jąder jest możliwe dzięki zależności energii wiązania przypadającej na jeden nukleon od liczby wszystkich nukleonów w jądrze, przedstawionej na rysunku:
Ta zależność nazwana została „najważniejszą krzywą świata”. Wynika z niej, że jądra o małej i dużej masie (o małej i dużej liczbie nukleonów w jądrze) mają niższą energię przypadającą na jeden nukleon, niż jądra o średniej masie. Jądro o małej energii wiązania przypadającej na jeden nukleon w wyniku rozszczepienia przechodzi w dwa jądra o większej energii wiązania.