根据新兴能源产业发展规划，未来十年我国将加大
核电产业投入，大力发展核电，使核电装机容量达到7500万千瓦。在新兴能源产业发展中，核电或有可能成为新兴能源发展中的领跑者。
中投顾问能源行业研究员周修杰指出，我国核电产业正面临着前所未有的发展机遇，并且按照核电建设周期，在未来五年内，我国核电产业的相关建设和投资将迎来一轮高潮。当然，如此密集的核电投资、高强度的建设力度，也给我国核电产业的发展以巨大挑战。
首先是我国核电产业发展的技术选择路径，尚存在不同的声音。无论是在核电科研领域还是在核电建设业主层面，我国核电建设的技术路线尚未统一。如今世界核电技术已经发展到第三代正朝第四代发展，来自美国西屋公司的第三代核电AP1000将在中国得到首次应用。然而我国自主研发的“二代改技术”也日渐成熟，中核集团的自主技术CP1000日前也通过了核电专家的评审，并且我国已经具备了设计建造第二代改进型百万千瓦级压水堆核电站的能力。因此，在我国核电产业发展进程中，是选择从国外引进核电技术还是发展自主核电技术，抑或是在发展核电的同时如何处理好自主发展与引进消化、创新之间的关系，都事关我国核电产业的可持续发展。
其次，核电产业的发展必然要有充足的铀资源作为保障，但是我国的铀资源勘探工作相对比较滞后，铀资源“家底”尚未摸清。从我国正在实施的第二轮全国铀资源潜力预测评价工作来看，我国铀资源可能达到百万吨，储量比较丰富。但是目前的实际情况是探明量有限，勘探工作亟待加强。根据中广核的发展规划，到2020年，中广核每年的铀需求量将增长5倍，从目前的2000吨增加至10000吨。有数据显示，目前我国每年的天然铀产量在840吨左右。因此，为了满足我国核电产业发展的需要，我国不仅要加强铀资源的勘探工作，还应积极从国际市场上寻求铀资源，早做储备。
再次，在我国大规模发展核电产业的过程中，核废料的处理也受到社会公众的普遍关注。根据核废料的放射性水平高低，可将核废料分为高、中、低三类。现有技术水平已经能够对中、低放核废物实现规模化处理，但是对于高放核废物的最终处理，尚有一些问题需要解决。中投顾问研究总监张砚霖表示，如何确保核废料的安全，是我国核电产业发展中不容回避的问题。
最后，我国核电产业的发展对国内核电设备制造能力也提出了更高的要求。根据核电产业发展的相关规划，到2020年，我国核电装机中设备国产化率要达到70%以上。这对国内核电设备制造企业的科研水平和制造能力都是一个挑战，特别是大型铸锻件、主循环泵和核级泵、核安全级阀门以及焊接工艺等产品。
中投顾问发布的《2010-2015年中国核电行业投资分析及前景预测报告》指出，中国的核电产业发展即将进入关键时期，为有效应对核电产业发展过程中的挑战，首先需要对核工业发展体制进行完善；其次要加紧培养自己的核人才；此外还要加大科研力度和投入，提高中国核工业科技水平。