La central nuclear Three Mile lsland está situada a tan sólo 16 km. de la ciudad de Harrisburg (Pensilvania), que tenía una población de unos 70.000 habitantes.
El accidente se produjo el día 28 de marzo de 1979 en la unidad 2 (TMI-2), que llevaba un año de funcionamiento. El reactor es del tipo de agua a presión, con un diseño diferente de los reactores similares funcionando en España,

La causa inicial fue la obstrucción de una tubería del circuito de depuración del condensado, debido a un exceso de aglomeración de las resinas empleadas en dicho sistema. Este hecho, que en sí no tiene una gran importancia, en TMI-2 desencadenó una serie de sucesos, con fallos, errores y otras circunstancias. Parece que la principal de las causas fue el incumplimiento del reglamento del funcionamiento de la central, al mantener inadvertidamente cerradas dos válvulas de aislamiento del sistema de alimentación de emergencia, después de una inspección. Posteriormente se produjeron errores en la interpretación de los sucesos, lo que dio lugar a decisiones equivocadas.

El resultado final del accidente produjo un daño importante al núcleo del reactor, y una emisión de producto radiactivo al exterior ligeramente superior a la autorizada.

Los efectos radiológicos sobre la población cercana a la central fueron sin embargo muy bajos. Según las estimaciones realizadas por un grupo de técnicos de la Comisión de Regulación Nuclear (NRC), del Departamento de la Salud, Educación y Bienestar y de la Agencia de Protección Ambiental, se observó una dosis equivalente colectiva hasta el día 7 de abril de 3.300 personas-rem, lo cual representa un incremento del 1,5 por 100 en la dosis equivalente anual recibida en la zona debida a la radiación natural, que es de unos 100 mrem en dicha zona. La conclusión del informe fue que la dosis equivalente recibida por la población representaba un riesgo mínimo de producción de efectos estocásticos en dicha población.

El accidente de TMI-2 puso de manifiesto que el concepto de seguridad a ultranza había funcionado correctamente y que para que el accidente ocurriera fue necesario que se provocara una cadena de sucesos desfavorables. Por este motivo se han sacado importantes conclusiones para mejorar la seguridad de las centrales, definiéndose medidas correctoras que los distintos países han ido incluyendo dentro de sus centrales (excepto los países dentro de la órbita de la Unión Soviética), y sobre todo las medidas se han extendido a la formación y entrenamiento del personal operador de las centrales, los cuales en este caso tuvieron una actuación destacada en la evolución del accidente.