鈾在大自然中同鉛的儲藏量差不多，但比金、銀的儲藏量多。可是，鈾的分布很散，提煉鈾金屬很困難。瀝青鈾礦是常見的鈾礦，此外還有鈾雲母礦、晶質鈾礦、釩鈣鈾礦等。很多鈾礦呈黃色或綠色，有些鈾礦在紫外線照射下，發出熒光。
在大自然中，鈾有3種同位素：鈾-238、鈾-235以及鈾-234。天然鈾礦中所含的鈾，主要是鈾-238，占99.28%，鈾-235占0.715%，鈾-234隻占0.005%c鈾-235有一種特性，當中子轟擊原子核時，它會分裂成兩個碎核，同時釋放出幾個中子來，這種現象叫做原子核裂變。新產生出的中子繼續使其他鈾-235原子核發生裂變，並持續進行，規模越來越大，同時放出巨大的能量。這種反應仿佛鏈條那樣一環套一環，人們就叫它“鏈式反應”。如果鈾的數量很多，這種反應所需時間隻有百萬分之一秒，釋放的能量巨大，就會產生原子爆炸。在原子彈裏裝著鈾-235，1千克鈾-235的爆炸威力，相當於2萬噸的烈性“TNT”炸藥。
1945年夏天，美國花費20億美元的原子彈製造完成。第一批共3顆，綽號分別為“瘦子”、“胖子”和“小男孩”。
7月，“瘦子”爆炸成功。8月6日，美軍在日本廣島投下了“胖子”，巨大的炙熱的“蘑菇雲”在廣島上空冉冉升起，霎時天昏地暗，城市在山崩地裂般的爆炸聲中變成廢墟。9日，長崎也在“小男孩”的爆炸中被毀滅了。
鈾-235不僅可以用來製造原子彈，更重要的是可以用作燃料。鈾-238同鈾-235不一樣，當它受到中子衝擊時，不會爆炸，因此它不能用來製造原子彈或作為原子燃料。科學家發現，當鈾-238受到中子衝擊後，它“吞食”下一個中子，使自己變成了另一種元素鈈-239。鈈-239受到中子衝擊也會發生裂變，並放出巨大的原子能。由此，鈾-238也就一躍而成為原子燃料的原料了。