Obogaten uran je uran z visokim odstotkom izotopa U-235, ki predstavlja le okoli ,72 % naravnega urana. Normalni uran se imenuje U-238, kjer številka označuje količino nukleonov (protonov in nevtronov) v njegovem atomskem jedru. U-235 ima neenakomerno količino protonov in nevtronov, zaradi česar je rahlo nestabilen in dovzeten za cepitev (cepitev) zaradi toplotnih nevtronov. Osnova jedrske energije in jedrskega orožja je, da se proces cepitve nadaljuje kot verižna reakcija.
Ker ima U-235 enake kemične lastnosti kot običajni uran in je le 1.26 % lažji, je ločevanje obeh lahko precejšen izziv. Procesi so običajno precej energetsko intenzivni in dragi, zato jih je do zdaj v industrijskem obsegu uspelo le redkim državam. Za izdelavo reaktorskega urana je potrebno 235-3 % U-4, medtem ko mora uran za orožje vsebovati 90 % U-235 ali več. Obstaja vsaj devet tehnik za ločevanje urana, čeprav nekatere zagotovo delujejo bolje kot druge.
Med drugo svetovno vojno so v Združenih državah, ko so raziskovalci prvič izvajali ločevanje izotopov, uporabili vrsto tehnik. Prva faza je bila toplotna difuzija. Z uvedbo tankega temperaturnega gradienta bi lahko znanstveniki pripeljali lažje delce U-235 v območje toplote, težje molekule U-238 pa v hladnejše območje. To je bila samo priprava krmila za naslednjo stopnjo, elektromagnetno ločevanje izotopov.
Elektromagnetno ločevanje izotopov vključuje uparjanje urana in nato ionizacijo, da se proizvedejo ioni s pozitivnim nabojem. Ionizirani uran je bil nato pospešen z močnim magnetnim poljem. Lažji atomi U-235 so se nekoliko bolj odklonili, medtem ko atomi U-238 nekoliko manj. Z večkratnim ponavljanjem tega postopka bi lahko obogatili uran. Ta tehnika je bila uporabljena za izdelavo nekaj obogatenega urana za bombo Little Boy, ki je uničila Hirošimo.
Med hladno vojno je bilo elektromagnetno ločevanje izotopov opuščeno v korist tehnike obogatitve s plinsko difuzijo. Ta pristop je potisnil plin uranov heksafluorid skozi polprepustno membrano, ki je dva izotopa nekoliko ločila drug od drugega. Tako kot prejšnja tehnika bi bilo treba ta postopek izvesti večkrat, da bi izolirali znatno količino U-235.
Sodobne tehnike obogatitve uporabljajo centrifuge. Lažji atomi U-235 so rahlo potisnili proti zunanjim stenam centrifug in jih koncentrirali, kjer jih je mogoče ekstrahirati. Kot vse druge tehnike je treba tudi to večkrat izvesti, da deluje. Celotni sistemi, ki čistijo uran na ta način, uporabljajo številne centrifuge in se imenujejo centrifugalne kaskade. Centrifuga Zippe je naprednejša različica tradicionalne centrifuge, ki za ločevanje izotopa uporablja toploto in centrifugalno silo.
Druge tehnike ločevanja urana vključujejo aerodinamične procese, različne metode laserskega ločevanja, ločevanje plazme in kemično tehniko, ki izkorišča zelo majhno razliko v nagnjenosti obeh izotopov k spremembi valence v oksidacijskih/redukcijskih reakcijah.