Rikastetun uraanin tietyn isotoopin, uraani 235: n tai U235: n pitoisuus on noussut luonnossa esiintyvien tasojen yläpuolelle. Uraanilla on luonnossa vähintään kolme isotooppia, ja U235 on erityisen hyödyllinen ydinreaktorien polttoaineena ja ydinaseiden perustana. Uraani koostuu luonnollisesti erittäin suuresta osasta U238: a ja hyvin pienestä osasta muita isotooppeja, joista U235 on seuraavaksi yleisin, noin 0.7%. Eristämällä isotoopit voidaan luoda rikastettuja uraaninäytteitä, joissa on korkeampi U235 -isotooppien pitoisuus.
Uraania voidaan rikastuttaa useilla tavoilla ja vaihtelevassa määrin käyttötarkoituksesta riippuen. U235 on tärkeä ydinreaktoripolttoaineelle ja ydinaseille, koska se kykenee halkeamaan tai halkeamaan. Jokainen U235-atomi, joka on jaettu, vapauttaa valtavan määrän energiaa sekä suuren energian atomipartikkelin, jota kutsutaan neutroniksi. Sitten neutroni iskee toiseen U235 -atomiin, jolloin se jakautuu ja käynnistää ketjureaktion. Kun reaktio on hidasta ja hallittua, se voidaan hyödyntää kuten ydinreaktorin tapauksessa. Kun reaktio on väkivaltainen ja hallitsematon, seurauksena on ydinräjähdys, prosessi, joka oli perustana Yhdysvaltojen Japaniin pudottamille pommeille toisen maailmansodan lopussa.
Käyttötarkoituksesta riippuen tuotetaan rikastettua uraania, jossa on eri pitoisuuksia U235 -atomeja. Alin laatu tunnetaan hieman rikastettuna uraanina (SEU) ja sen pitoisuus on noin 2% U235. Seuraava luokka tunnetaan matalan rikastetun uraanina (LEU), ja sen pitoisuus on yleensä noin 3% tai 4% U235, mikä on korkein standardipitoisuus reaktoripolttoaineelle, vaikka se voi olla jopa 20%.
Erittäin rikastettu uraani (HEU), joka tunnetaan myös nimellä aselaatuinen uraani, on uraania, jonka pitoisuus on noin 80% U235. Tähän tasoon rikastettua uraania käytetään monien maiden ydinaseita muodostavien aseiden valmistuksessa, vaikka niinkin alhainen rikastustaso riittää yksinkertaisimpien ydinaseiden tuottamiseen. Kansalliset ja kansainväliset hallitukset ja sääntelyvirastot valvovat ja säätelevät tätä rikastetun uraanin laatua hyvin, jotta voidaan edistää sen turvallista käyttöä ja estää ydinaseiden luomista sellaisten yhteisöjen toimesta, joita koko maailman sivilisaatio pitää mahdollisesti vaarallisina tai vastuuttomina.