In ingegneria nucleare con il termine combustibile nucleare si indica il materiale fissile che viene posto nel nocciolo di un reattore nucleare. In realtà parlare di "combustibile" in tale contesto è inesatto in quanto non avviene alcuna "combustione" (che è un processo chimico di ossidazione) bensì avvengono trasformazioni di tipo nucleare ovvero reazioni nucleari. In altre parole gli atomi non vengono ricombinati (trasformazione o reazione chimica), ma proprio spezzati e/o trasformati ovvero trasmutati. Tipicamente i combustibili nucleari sono materiali radioattivi già liberamente in natura.