套用領域
貧鈾可做為飛行器的配重塊，或放射線療法及工業用放射造影器材的禁止物，及放射性物質使用的貨箱。軍事上則常用做貧鈾彈或裝甲板材，這是因為貧鈾能大幅提升穿甲強度或裝甲抗度，並且貧鈾彈在命中後另具有攝氏三千度的高溫燒灼效果。
人體危害
然而使用貧鈾彈可能導致潛在的長期健康威脅，而有其爭議性：包括肝、腎、心臟、腦等許多器官都可能受到放射性的影響。由於其微弱的放射性，貧鈾被視為有毒金屬，但毒性較汞等重金屬為低。貧鈾粉末可能被吃、喝、或吸入人體，具有萬年以上的半衰期。由貧鈾彈衝擊物體而爆發時產生的氣膠，可能散布污染廣大的面積，而被人吸入體內。
在2003年美國對伊拉克的攻擊行動中，三周內估計使用了約95萬顆、超過1000噸的貧鈾彈，大部份都在市區。目前暫無決定性資料顯示某些人的健康問題與貧鈾有關聯，但人工培養細胞與實驗室動物的研究已發現貧鈾的慢性效應造成白血病、基因疾病、神經疾病等的可能性。台灣“陸軍”亦曾向美國採購一批坦克用貧鈾彈，現儲放於台灣高雄市左營區軍事基地彈藥庫中，存放之庫房四壁添加鉛以防放射性污染。
研究進展
分離鈽239
鈾238是最常見的一種鈾，但它卻不是實用的核燃料。鈾238也能在中子作用下發生裂變，但只有快中子才能做到這一點。那些分裂成兩半的鈾238會產生一些慢中子，而慢中子不足以引起進一步的裂變。鈾238可以比作潮濕的木頭：你可以把它燒著，但它最後還是要熄滅的。
但是，假定把鈾235同鈾238分離開來（這是一個相當艱巨的任務），並且用鈾235來建造一個原子核反應堆，這時，構成反應堆燃料的那些鈾235原子就會發生裂變，並向四面八方發射出無數慢中子。如果這個反應堆包著一個用普通鈾（其中絕大部分是鈾238）製成的外殼，那么，射入這個外殼的中子就會被鈾238所吸收。這些中子不可能迫使鈾238發生裂變，但卻會使鈾238發生另外的變化，最後就會產生鈽239。如果把這些鈽239從鈾裡面分離出來（這是個相當容易完成的任務），它們就可以用作實用的核燃料了。
能夠用這種方式產生新燃料去代替用掉的燃料的反應堆就是增殖反應堆。一座設計得當的增殖反應堆所生產的鈽239，在數量上要多於消耗掉的鈾235。利用這種辦法，就可以使地球上的全部鈾——而不僅僅是稀有的鈾235——都變成潛在的燃料來源。
分離鈾233
天然存在的釷完全是由釷232組成的。釷232就象鈾238一樣，也不是實用的核燃料，因為要有快中子才能使它發生裂變。不過，如果把釷232放進包著核反應堆的外殼裡，釷232原子就會吸收慢中子，並且儘管它不發生裂變，最後卻會變成鈾233原子。由於鈾233是一種很容易同釷分離開來的實用燃料，這樣做的結果便又實現了另一種增殖反應堆，它會把地球上現有的釷資源變成潛在的核燃料。
