Obecnie reaktory jądrowe bazują na kontrolowanej reakcji łańcuchowej rozszczepienia jądra uranu. Sam reaktor stanowi zamknięty zbiornik z prętami paliwowymi (pręty wykonane ze wzbogaconego uranu-235), które są umieszczone w środowisku moderatora. Moderator (pierwiastki lekkie: grafit, beryl, deuter) ma za zadanie spowolnić powstające w reakcjach rozszczepienia neutrony o dużej energii. Do kontrolowania przebiegu reakcji służą pręty regulacyjne (pręty wykonane z kadmu), które mogą być wsuwane do rdzenia reaktora w celu pochłonięcia nadmiarowej liczby neutronów i spowolnienia zachodzącej reakcji. Wydzielane ciepło w czasie reakcji rozszczepienia jest oddawane na zewnątrz do chłodziwa (najczęściej stosuje się wodę).