在天然铀中，能够被热中子轰击发生裂变反应的铀同位素铀－235仅占0.711%，而被热中子轰击不会发生裂变反应的铀－238占比高达99.27%。要作为轻水堆核电厂的燃料，需要将铀－235的丰度提高到2.5%—5%（部分堆型丰度要求可能更高），即需由人工方法进行铀浓缩，这个过程称之为铀－235的富集。在铀的各种化合物中，UF6可以在较低温度下变成气体，而且氟只有一种同位素，因此铀浓缩选择UF6为工质。
迄今形成工业规模的铀浓缩方法主要是气体扩散法和气体离心法。
气体扩散法的原理是基于两种不同分子量的气体混合物在热运动平衡时，两种分子具有相同的平均动能而速度不同。较轻分子的平均速度大，它与容器壁或多孔隔膜的碰撞次数相对重分子偏多，因此两种组分会以不同的速度通过多孔膜而扩散。当六氟化铀气体通过扩散分离时，在过膜的低压侧铀－235有微小的加浓，在不过膜的高压侧铀－235被贫化，从而实现两种同位素分离。由于每进行一次处理，都只有很小一部分同位素被分离出来。因此，为了达到理想的同位素丰度，必须将很多分离机连接起来，组成级联。气体扩散法分离系数小，需要的级联级数多，带来耗电量巨大的缺点。(www.xing528.com)
气体离心法则是通过高速旋转的离心机产生极强的离心力场作用，使较重的分子靠近外周富集，较轻的分子靠近轴线富集，从外周和中心分别引出气体流，就可以得到略为贫化和略为富集的两股流分，实现轻、重同位素分离。相比于扩散法，离心法的级联级数明显减少，因此该方法被大多数新铀浓缩厂采用。
此外，还有一种激光分离技术，世界多国正在积极研究。激光分离法是根据原子或分子在吸收光谱上的同位素位移，用特定波长的激光激发某特定同位素原子或含有该原子的分子，再通过物理或化学方法使激发态原子或分子与基态成分分开，从而获得富集的同位素。激光分离法工艺占地面积小，单位分离功的基建投资和电能消耗预计仅为扩散法的1/10，经济性占优。由于工艺技术仍有待完善，故尚未得到商业应用。
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