许多铀浓缩方法已经在历史上或者实验室得到证明，但只有两种方法，即气体扩散法和离心分离法，得到了商业规模的应用。这两种方法中，六氟化铀（UF₆）气体作为原料。含有U-235原子的六氟化铀分子比其他六氟化铀分子轻大约1%，这种质量上的差异是这两种方法的基础。同位素分离是一个物理过程。

有一种化学方法已经被证实，正处于试验厂阶段，但还未被正式使用。法国的化学交换法利用两种同位素在氧化过程中价位变化特征的微小差异，利用水相和有机相溶液混合。

在法国、德国、荷兰、英国、美国和俄罗斯，都有大型的商用铀浓缩工厂运行，其他国家有较小的工厂。法国和美国正在建设新的离心分离工厂。有几个工厂正在增加产能。

数据来源：WNA全球核燃料2013年市场报告
^*扩散法在2013年中期全部退役
其他项包括巴西的雷森迪、印度的Rattehallib、和伊朗的纳坦兹。根据ISIS和其他估计，伊朗在2012年底每年能运行大约9000SWU的产能。

浓缩过程的供料是由铀转化工厂产生的六氟化铀（UF₆）组成。浓缩之后，形成了两种UF₆料流：一种是浓缩的”精料”，包含了丰度较高的U-235，可以用来制造核燃料；另一种是“贫料”，包含了丰度较低的U-235，称为“乏料”。贫料的铀含量（U-235丰度）是一个重要的量，因为它间接地决定了生产给定丰度的精料所需要的分离一定量UF₆的分离功。供料的U-235浓度可能会变化，这取决于铀原料。天然铀的U-235浓度大约是0.7%，而再利用的铀大约是1%，用于再次浓缩的贫料大约是0.25%到0.30%。铀浓缩工厂的产能是利用术语“分离功”或者SWU来计算的。SWU是一个复杂的量，它表示了与分离过程中铀质量相关的能量输入，衡量了铀被浓缩的程度（也就是精料中U-235丰度相对于贫料中U-235增加的程度）和贫料的贫化程度。这个量是有严格规定的：公斤分离功单位，它衡量了用于浓缩已知质量铀的分离功的量，而且供料和精料的质量都用公斤来表示。也可以用单位“吨SWU”。

举例说明，要生产1公斤浓缩到5%的铀，如果浓缩厂的贫料丰度为0.25%，那么需要7.9SWU的分离功，如果浓缩厂的 贫料丰度为0.20%，那么需要8.9SWU的分离功（这种情况下供料的质量为9.4kg，而不是10.4kg）。在分离功SWU的消耗量与铀的供料量之间总有一种权衡。

图1    精料量为1公斤时分离功随精料丰度的变化

图2   供料量为1公斤天然铀时分离功随精料丰度的变化

在图2中可以看出，供料量为1公斤时，核电燃料级的精料量为120-130kg，典型的研究堆燃料级的精料量为26kg,核武器燃料级的精料量为5.6kg。这段曲线这样平整是因为浓缩过程中浓化的铀质量从最初的一公斤不断的减少，所以随着精料量丰度的提高，一定的丰度增量所相应的分离功增量会减少。要从核电燃料丰度提高到核武器燃料丰度，需要相对更小的分离功增量，这解释了为什么浓缩工厂在防止核武器扩散相关方面被认为是一个让人担忧的技术，受到了国际一致认可的严格监督。这种安全监管在一些地方受到阻碍或者被迫退让，比如伊朗，引人担忧。要给一个典型的1000MWe轻水堆提供一年的燃料装载，在现今较高的浓缩水平下，需要大约140kg SWU。浓缩成本与利用的电能有重要的联系。气体扩散法在1SWU的分离功下消耗大约2500KWh，然而现代气体离心厂只需要50KWh(180MJ)。

铀浓缩部分占据了核燃料生产近乎一半的成本，同时是生产核电成本的5%。在过去，铀浓缩还导致了主要温室气体影响，因为核燃料循环中铀浓缩消耗的电能是来自煤炭。然而，使用现代的气体离心工厂，铀浓缩同样消耗煤电，但产生的二氧化碳气体相当于原来的0.1%。

从铀矿购买铀原料的公司需要固定数量的浓缩铀来制造燃料，装载在它们的反应堆中。铀浓缩公司所需要的铀原料的质量取决于要求的U-235浓缩水平和贫料的U-235丰度。这是合同约定的或者过渡时期的贫料丰度，而且决定了必须供应多少天然铀来生产一定数量的浓缩铀产品—较低的贫料丰度意味着需要应用更多的分离功。然而，浓缩厂在贫料丰度方面有一定的弹性。如果贫料丰度低于合同规定的丰度，浓缩厂可以取消一些多余的天然铀，天然铀（或者浓缩铀）是可以按自己的情况进行自由出售的，这称之为供料不足。相反的，如果贫料丰度较高，浓缩厂会补充天然铀，这称之为过度供料。在两种情况下，浓缩厂都会根据工厂效益以及铀与能源的价格来作决定。UxC预测，由于2013年的最优贫料丰度为0.23%，浓缩厂有可能通过减少供料为世界市场每年提供7700吨铀。WNA2013年全球核燃料市场报告中预测0.22%的贫料丰度时为6300吨铀每年。

福岛核事故之后，浓缩铀的需求降低，但浓缩厂还在运行，因为关闭工厂和重启离心机都是有成本的。多余的分离功输出可以出售，或者工厂可以减少供料量，将多余的铀出售，或者工厂可以将浓缩铀保存起来，之后出售。离心方法的这种惯性恶化了铀市场的过量供应。

过时的气体扩散工厂早已经退役了，在美国帕杜卡的工厂一直到2013年才退役。

上面表格中的三种浓缩方法有不同的特点：扩散法在需求变化和能源成本方面是很灵活的，但是对能量的需求是巨大的。离心技术容易通过模块扩大来增加产量，但是它不灵活，在低运行成本下满功率工作是最好的。激光技术可以将贫料丰度降低到很低的程度，而且可以模块扩展。