Atomo branduolys yra jo centrinė šerdis, kurią sudaro vienas ar daugiau protonų ir, išskyrus tik lengviausią vandenilio formą, neutronai. Neutronas neturi jokio krūvio, tačiau kažkas neleidžia jiems išslysti iš branduolio. Be to, kiekvienas protonas branduolyje yra teigiamai įkrautas; jie turėtų atstumti vienas kitą, ištuštindami branduolį – tam tikra energija taip pat neleidžia. Pagal apibrėžimą energija, laikanti visas šias daleles branduolyje, yra „branduolinio surišimo energija“. Kadangi Einšteinas atrado matematinį ryšį, kuris prilygina materiją energijai – E = mc2, kur E yra energija, m yra masė ir c yra šviesos greitis, branduolio surišimo energiją galima apskaičiuoti gana lengvai.
Masė branduolyje ateina iš dviejų šaltinių. Viena iš jų yra kiekvienos dalelės masė, jei ji būtų izoliuota, be krūvio ar gravitacinės sąveikos. Antrasis masės šaltinis yra padidėjimas, tiesiogiai susijęs su branduolio surišimo energija. Iš šių dviejų šaltinių susidaro lygtis m(t) = m(fp) + m(nbf), kur „t“ reiškia bendrą sumą, „fp“ reiškia laisvąją dalelę, o „nbf“ reiškia branduolio surišimo jėgą. Kadangi neigiamos energijos nėra, masė, priskiriama branduolio surišimo energijai, turi būti teigiama, o viso branduolio energija turi būti didesnė už jo neutronų ir protonų sumą.
Įterpus šią masės formą į pradinę lygtį, bendra branduolio energija yra E(t) = m(t)c2. Išplėtus šią lygtį visiškai gaunama E(t) = (m(fp) + m(nbf))c2. Padauginus tai, gaunama E(t) = m(fp)c2 + m(nbf)c2. Dabar, jei atimama atskiroms atskiroms dalelėms priskiriama energija, ta lygtis sumažėja iki E(t) – E(fp) = ΔE = m(nbf)c2, kur ΔE yra energijos padidėjimas virš laisvųjų dalelių – branduolinę rišamąją energiją.
Branduolio dalijimasis arba atomo branduolio padalijimas, kad susidarytų mažesni atomai, kurių kiekvienas turi savo surišimo energiją, yra ypač svarbus kuriant ir eksploatuojant jėgaines. Gautų atomų surišimo energija, atėmusi iš pradinių atomų surišimo energijos, suteikia grynąją išeigą, kuri taikoma konstruktyviai arba destruktyviai. Konstruktyvus šios branduolinės energijos naudojimas apima elektros gamybą, kuri sudaro beveik penktadalį visos JAV ir daugiau nei tris ketvirtadalius Prancūzijoje sunaudojamos elektros energijos.