原発から出る使用済み核燃料を再処理する事業を担う。青森県六ケ所村で再処理工場のほか、ウラン濃縮工場などを建設、運営する。１９８０年に前身の会社が設立された。出資比率では、原発を持つ電力会社１０社が計９１・２％で、東電が２８・６％で最大。９２年に合併で現在の会社になり、歴代の社長は全員が東電出身。事業は、電力会社１０社が再処理のために積み立てた資金で行われ、電力各社はその資金分を電気料金に含めている。

全国の原発から運ばれてくる使用済み燃料からプルトニウムやウランなどを取り出し、再利用する核燃料サイクル政策の要の施設。日本原燃（本社・六ケ所村）が０６年３月から本物の使用済み燃料を使う試験運転を開始。問題がないと国が判断すれば、関係自治体と安全協定を結び本格運転に入る。

電気事業連合会からの寄付金５０億円と財団独自の借り入れ５０億円を原資に発足、「１００億財団」とも呼ばれる。もう一つの主な事業である「産業振興プロジェクト支援事業」は、１９８９年の発足時から続いており、全市町村を対象に地場産業の育成、住民団体や観光協会などによる地域おこしを手助けする。財源は１００億円の運用益。財団が独自に借り入れた５０億円から発生する年間の利子約２億円は日本原燃が補填（ほてん）している。