Cuando el torio-232 absorbe un neutrón, se convierte en torio-233, que tiene una vida media de 22 minutos.

El protactinio-233 tiene una vida media de 27 días y su desintegración beta produce uranio-233.

La  proporción captura- fisión del uranio-233 es más pequeña que la de los otros dos principales combustibles fisibles, uranio-235 y plutonio-239.

En 1946, la opinión  pública se enteró de que el uranio-233  había sido desarrollado  a partir del torio como "una tercera fuente disponible de energía nuclear y bombas atómicas" (además del uranio-235 y del plutonio-239), según un informe de Naciones Unidas y un discurso por Glenn T.

Hay pocos reactores  en el mundo con capacidades significativas para producir más uranio-233.

El uranio-233 se ha usado como combustible en varios tipos diferentes de reactores, y se propone como combustible para varios diseños nuevos (ver el ciclo de combustible de torio), todos los cuales lo producen a partir del torio.

[5]​ Como material potencial para armas, el uranio-233 puro es más similar al plutonio-239 que el uranio-235 en términos de fuente (obtenido artificialmente  frente al obtenido de manera natural), vida media y masa crítica, aunque su masa crítica es aproximadamente un 50% mayor que la del plutonio -239.