ยูเรเนียมที่เสริมสมรรถนะมีความเข้มข้นของไอโซโทปยูเรเนียม 235 หรือยู 235 ที่ เพิ่มขึ้นเหนือระดับที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ยูเรเนียมมีไอโซโทปอย่างน้อยสามชนิดในธรรมชาติและ U 235 มีประโยชน์เป็นพิเศษสำหรับเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และเป็นพื้นฐานสำหรับอาวุธนิวเคลียร์ ยูเรเนียมนั้นมีสัดส่วนของ U 238 ที่ สูงมากและไอโซโทปอื่น ๆ มีน้อยมากโดยที่ U 235 นั้นเป็นแร่ที่พบมากที่สุดต่อไปประมาณ 0.7% โดยการแยกไอโซโทปทำให้สามารถสร้างตัวอย่างยูเรเนียมเสริมสมรรถนะด้วยไอโซโทป U 235 ที่ เข้มข้นขึ้นได้
ยูเรเนียมสามารถเสริมสมรรถนะได้หลายวิธีและหลายระดับขึ้นอยู่กับการใช้งาน U 235 มีความสำคัญต่อเชื้อเพลิงเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์และอาวุธนิวเคลียร์เนื่องจากความสามารถในการแยกตัวหรือแยกตัว อะตอม U 235 แต่ละตัวที่ถูกแยกจะปลดปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลรวมถึงอนุภาคอะตอมพลังงานสูงที่เรียกว่านิวตรอน นิวตรอนชนอะตอม U 235 อีกดวงทำให้แตกออกเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ เมื่อปฏิกิริยาช้าและถูกควบคุมมันสามารถถูกควบคุมได้เหมือนกรณีที่มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เมื่อปฏิกิริยามีความรุนแรงและไม่มีการควบคุมผลที่ได้คือการระเบิดของนิวเคลียร์กระบวนการที่เป็นพื้นฐานของการวางระเบิดของสหรัฐอเมริกาญี่ปุ่นเมื่อสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สอง
ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะนั้นผลิตขึ้นโดยมีความเข้มข้นที่แตกต่างกันของอะตอม U 235 เกรดต่ำที่สุดเรียกว่ายูเรเนียมเสริมสมรรถนะ (SEU) เล็กน้อยและมีความเข้มข้นสูงถึงประมาณ 2% U 235 เกรดถัดไปเป็นที่รู้จักกันในชื่อยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำ (LEU) และมักจะมีความเข้มข้นประมาณ 3% หรือ 4% U 235 ซึ่งเป็นความเข้มข้นมาตรฐานสูงสุดสำหรับเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ถึงแม้ว่ามันจะสูงถึง 20% ก็ตาม
ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง (HEU) หรือที่เรียกว่ายูเรเนียมเกรดอาวุธเป็นยูเรเนียมที่มีความเข้มข้นประมาณ 80% U 235 ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะในระดับนี้ถูกนำมาใช้ในการผลิตอาวุธที่ประกอบไปด้วยคลังแสงนิวเคลียร์ของหลายประเทศแม้ว่าระดับการตกแต่งที่ต่ำเพียง 20% นั้นเพียงพอสำหรับการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ที่ง่ายที่สุด ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะระดับนี้ถูกควบคุมและควบคุมโดยรัฐบาลระดับประเทศและนานาชาติและหน่วยงานด้านกฎระเบียบเพื่อส่งเสริมการใช้อย่างปลอดภัยและเพื่อป้องกันการสร้างอาวุธนิวเคลียร์โดยหน่วยงานที่อารยธรรมของโลกโดยรวมถือว่าเป็นอันตรายหรือไม่รับผิดชอบ
