Chu trình nhiên liệu hạt nhân là một chuỗi các quy trình lặp đi lặp lại, từ khai thác mỏ uranium cho đến giai đoạn xử lý các chất thải phóng xạ. Tập đoàn ROSATOM bao gồm một tổ hợp các công ty đại diện cho tất cả các giai đoạn trong dây chuyền công nghệ hạt nhân. Giai đoạn đầu của chu trình nhiên liệu hạt nhân là việc khai thác quặng. Quặng uranium được khai thác tại các mỏ thường có lẫn tạp chất, do đó quặng sau khi khai thác phải được nghiền nhỏ, lọc tách để thu được quặng uranium có hàm lượng tạp chất thấp. Giai đoạn tiếp theo trong chu trình nhiên liệu hạt nhân là chiết xuất hợp chất quặng uranium để loại bỏ hoàn toàn tạp chất. Tinh quặng chế tạo ra (còn được gọi là bánh vàng yellow cake) ở các cơ sở khai thác quặng, được gửi đến các nhà máy chuyển đổi và làm giàu uranium. Giai đoạn chuyển đổi là giai đoạn trong đó tinh quặng (bánh vàng) được chuyển thành khí uranium hexafluoride. Tiếp đến là giai đoạn làm giàu uranium bằng cách tách hai đồng vị uranium-235 và uranium-238. Sau khi được làm giàu, các uranium hexafluoride (UF6) được biến đổi thành bột urani dioxit. Bột UO2 là nguyên liệu để tạo ra các viên nhiên liệu; các viên nhiên liệu này được xếp vào trong ống kim loại bằng hợp kim zirconi tạo thành các thanh nhiên liệu. Nhiên liệu hạt nhân được nạp vào lò phản ứng và để ở lại đó trong nhiều năm, tùy thuộc vào tuổi thọ của lõi nhiên liệu. Sau một thời gian hoạt động nhất định, nhiên liệu được rút ra từ lò phản ứng, làm lạnh trong bể làm mát chuyên dụng, cuối cùng gửi đến cơ sở xử lý hoặc tái chế.