Jedro atoma je njegovo osrednje jedro, ki je sestavljeno iz enega ali več protonov in, z izjemo le najlažje oblike vodika, tudi nevtronov. Nevtroni nimajo naboja, vendar jim nekaj preprečuje zdrs iz jedra. Poleg tega je vsak proton v jedru pozitivno nabit; drug drugega bi se morali odbijati in izprazniti jedro – nekaj energije to tudi prepreči. Po definiciji je energija, ki ohranja vse te delce v jedru, “energija jedrske vezave”. Ker je Einstein odkril matematično razmerje, ki izenačuje snov z energijo – E = mc2, kjer je E energija, m masa in c hitrost svetlobe – je mogoče jedrsko vezno energijo relativno enostavno izračunati.
Masa v jedru prihaja iz dveh virov. Ena je masa, ki bi jo vseboval vsak delec, če bi bil izoliran, brez naboja ali gravitacijskih interakcij. Drugi vir mase je povečanje, ki ga je mogoče neposredno pripisati jedrski vezni energiji. Ta dva vira povzročita enačbo m(t) = m(fp) + m(nbf), kjer “t” pomeni skupno, “fp” pomeni prosti delec in “nbf” pomeni jedrsko vezno silo. Ker negativne energije ne obstaja, mora biti masa, ki jo je mogoče pripisati energiji vezave jedra, pozitivna, energija celotnega jedra pa večja od vsote njegovih nevtronov in protonov.
Če vstavimo to obliko mase v prvotno enačbo, je skupna energija jedra E(t) = m(t)c2. Če v celoti razširimo to enačbo, dobimo E(t) = (m(fp) + m(nbf))c2. Če to pomnožimo, dobimo E(t) = m(fp)c2 + m(nbf)c2. Zdaj, če odštejemo energijo, ki jo je mogoče pripisati izoliranim posameznim delcem, se ta enačba zmanjša na E(t) – E(fp) = ΔE = m(nbf)c2, kjer je ΔE povečanje energije nad energijo prostih delcev – jedrska vezavna energija.
Jedrska cepitev ali cepitev atomskega jedra, da nastanejo manjši atomi, od katerih ima vsak svojo vezavno energijo, je še posebej pomembna za načrtovanje in delovanje elektrarn. Energija vezave nastalih atomov, odšteta od energije vezave začetnih atomov, daje neto donos, ki se uporablja konstruktivno ali destruktivno. Konstruktivna uporaba te jedrske energije vključuje proizvodnjo električne energije, ki meri skoraj petino vse električne energije v Združenih državah in več kot tri četrtine energije, porabljene v Franciji.