核燃料循环是将核燃料从出厂时不可再利用到可再次利用，或把原来不可再利用的核废料重新提炼、变换成可再生利用的燃料的一系列技术和流程的总称。核燃料循环的创立为进一步实现它的有限资源的可持续利用提供了一种新的途径。换句话说，它是以经济且安全的方式从原有发电厂提取核燃料，并将其返回可重复使用的技术过程。
要实现核燃料循环，必须有一个可靠的核燃料材料管理系统，它可以安全操作，保护工作人员、公众和环境免受环境危害。它必须具备必要的安全控制系统，以及对核燃料材料的加工、处理、运输和储存所需的有效设备。
核燃料循环的核心技术包括有：负责收集原始核燃料或核废料的（连锁）处理厂，这是一种能将燃料中的有用燃料元素从有害元素分离的工厂，这样就可以把废料转化为可再生燃料和可以再次使用的废料；核燃料再生技术，可以提炼原有核燃料中可用燃料元素，例如把废料、铀、氚以及其它有用元素提炼出来，然后将化学分离的剩余和不可再利用的元素冷却成放射性废料；再生燃料的贮存。
核燃料循环的好处主要体现在经济和安全方面。从经济角度看，核燃料循环系统可以大量减少终端的投资和运行成本。从安全上看，核燃料循环系统能够减少已经生成的放射废料或放射性建筑物等体积，有助于保护环境和维护公共健康，从而改善人们的生活质量。
未来核燃料循环将越来越重要，不仅对于希望利用有限的资源来提高原有能源绩效拥有重要的意义，而且也是改善环境的重要手段。此外，核燃料循环也可以增加社会经济发展的回报，帮助社会维持和实现可持续发展。
因此，核燃料循环有助于改善能源绩效，提高经济发展水平，减少放射性建筑物体积，保护和维护环境，提高公众健康安全，减少投入并建立可持续发展的模式。所以，核燃料循环可以说是一种高效、可持续的能源利用方式，可以为人们带来更多的利益。