S'utilitza en els dispositius inercials d'orientació, en giroscopis, com a contrapès pel control d'aeronaus i com a material de blindatge.

L'urani metàl·lic s'usa com a blanc en les radiografies de raigs X d'alta energia, el nitrat s'ha utilitzat com a tòner fotogràfic i l'acetat s'usa en química analítica.

Tots els isòtops són importants en les indústries nuclears, tant d'armament com de producció d'energia. Els compostos s'usen en la fabricació de vidres especials (Na₂U₂O₇.6H₂O) i catàlisi (el carbur d'urani s'usa en la producció d'amoníac).

El ²³⁵U pot ser concentrat per difusió gasosa o altres procediments físics i utilitzar-se directament com a combustible nuclear, en lloc de l'urani natural o usar-se com a explosiu.

El ²³⁸U, l'isòtop de major vida mitjana, s'ha utilitzat per determinar l'edat de les roques ígnies. Aquest isòtop pot convertir-se en plutoni fissible segons el procés:

L'urani natural, lleugerament enriquit amb ²³⁵U en un petit percentatge, s'usa per abastir els reactors nuclears per a la producció d'energia elèctrica. El tori natural pot irradiar-se amb neutrons, com s'indica a continuació, per tal de produir l'isòtop ²³³U:

Mentre que el tori no és fissible, el ²³³U si que ho és i pot usar-se com a combustible nuclear. Un kg d'urani completament fres té un poder com a combustible equivalent a unes 6.000 tones de carbó.

Després del descobriment de la fissió nuclear, l'urani va arribar a convertir-se en un metall estratègic fins al punt que el seu ús estava restringit a la fabricació d'armes.

En els anys 1955, 1958 i 1964 es van celebrar a Ginebra (Suïssa) les respectives Conferències Internacionals sobre l'Ús Pacífic de l'Energia Atòmica amb l'objectiu de regular l'ús de l'urani com combustible en instal·lacions industrials de tot tipus, ús cada vegada més estès .

No obstant això, tot i constituir una poderosa font d'energia, existeix una forta resposta social a causa dels problemes de seguretat en les plantes i, sobretot, els problemes d'emmagatzematge dels residus radioactius.