核能海水淡化，利用核裂变产生的能量，基于蒸馏或者反渗透等工艺实现海水淡化。我国于2024年2月1日正式实施的《产业结构调整指导目录（2024年本）》，核能综合利用（供暖、供汽、海水淡化等）被列为鼓励类项目，核能海水淡化行业前景良好。
　　全球水资源缺乏，根据联合国教科文组织发布数据，目前全球约22亿人无法得到安全饮用水，而全球人口数量还在不断增长，因此全球海水淡化项目数量不断增多，现阶段拥有上万座海水淡化工厂。目前，全球海水淡化主要采用反渗透法、蒸馏法两种工艺，核能海水淡化主要基于这两种工艺来实现。
　　核能海水淡化通常与核能发电相结合，实现水电联产。核能发电过程是，核裂变产生热能，与水进行热交换产生蒸汽，高温高压蒸汽驱动汽轮机做功，带动发电机发电。基于蒸馏法的核能海水淡化是，将核能发电过程中产生的高温高压蒸汽抽取出来，加热海水使其沸腾汽化，产生的蒸汽冷凝后获得淡水。基于反渗透法的核能海水淡化是，将核能发电生产的电力作为能源，驱动海水淡化泵工作，使海水进入反渗透膜，分离过滤得到淡水。
　　核能海水淡化在提供电力的同时，能够提供淡化海水所需能量，可以实现大规模化海水淡化，在用电高峰期时，能量主要用于发电，在用电低谷时，能量主要用于海水淡化，这种水电联产具有能源利用率高、无需消耗化石燃料、无碳排放等优点，并且对海水水质要求低，具有经济效益、环境效益。
　　在全球范围内，沙特阿拉伯、阿联酋等国家海水淡化产能占比大，其他国家例如美国、澳大利亚、中国等也在发展海水淡化技术。核能是一种清洁能源，其技术日益成熟、成本不断下降，具有稳定性高、安全性高、效率高的优点，是新能源产业重要组成部分。因此核能海水淡化开发应用潜力大。
　　在我国，中广核福建宁德核电项目引入海水淡化系统，是我国首座建成并投运海水淡化系统的核电站，海水经过一级反渗透过滤作为工业水系统水源，经过二级反渗透过滤作为饮用水系统水源；中核集团海南昌江核电基地正在建设的全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”，实现核能多用途，包括发电、城市供热/制冷、工业供汽、海水淡化、稠油开采等。