铀在大自然中同铅的储藏量差不多，但比金、银的储藏量多。可是，铀的分布很散，提炼铀金属很困难。沥青铀矿是常见的铀矿，此外还有铀云母矿、晶质铀矿、钒钙铀矿等。很多铀矿呈黄色或绿色，有些铀矿在紫外线照射下，发出荧光。
在大自然中，铀有3种同位素：铀－238、铀－235以及铀－234。天然铀矿中所含的铀，主要是铀－238，占99.28％，铀－235占0.715％，铀－234只占0.005％。
铀－235有一种特性，当中子轰击原子核时，它会分裂成两个碎核，同时释放出几个中子来，这种现象叫做原子核裂变。新产生出的中子继续使其他铀－235原子核发生裂变，并持续进行，规模越来越大，同时放出巨大的能量。这种反应仿佛链条那样一环套一环，人们就叫它“链式反应”。如果铀的数量很多，这种反应所需时间只有百万分之一秒，释放的能量巨大，就会产生原子爆炸。在原子弹里装着铀－235。1千克铀－235的爆炸威力，相当于2万吨的烈性“TNT”炸药。
1945年夏天，美国花费20亿美元的原子弹制造完成。
第一批共3颗，绰号分别为“瘦子”、“胖子”和“小男孩”。7月，“瘦子”爆炸成功。8月6日，美军在日本广岛投下了“胖子”，巨大的炙热的“蘑菇云”在广岛上空冉冉升起，霎时天昏地暗，城市在山崩地裂般的爆炸声中变成废墟。9日，长崎也在“小男孩”的爆炸中被毁灭了。
铀－235不仅可以用来制造原子弹，更重要的是可以用作燃料。铀－238同铀－235不一样，当它受到中子冲击时，不会爆炸，因此它不能用来制造原子弹或作为原子燃料。科学家发现，当铀一238受到中子冲击后，它“吞食”下一个中子，使自己变成了另一种元素钚－239。钚－239受到中子冲击也会发生裂变，并放出巨大的原子能。由此，铀－238也就一跃而成为原子燃料的原料了。