يدرج نوعان رئيسيان تحت أنواع المفاعلات الأول ويطلق عليه مفاعلات البحث ويستخدم مثل هذا النوع لإنتاج النظائر المشعة للاستخدام في الإغراض الطبية والعلاجية والنوع الثاني ويطلق عليه مفاعلات توليد الطاقة.

 أكثر المفاعلات شيوعا في أنحاء العالم هي التي تعتمد على ضغط الماء، ويعتمد هذا النوع من المفاعل على المبادئ ذاتها كباقي المفاعل الأخرى. وهو مبدأ انقسام الذرة، وهي ميزة بعض الذرات، التي تولد طاقة هائلة عند انقسامها.

 تتألف جميع الذرات من نواة، محاطة بالاليكترونات، وتتشكل النواة من نوعين آخرين من الجزيئات. بأعداد مختلفة، وهي النيترون، والبروتون.

 يعتبر اليورانيوم 235 الذرة الوحيدة في الطبيعة التى تقبل نواتها للانقسام نتيجة الحركة البطيئة لنيتروناتها والتخلي عن جزء من طاقة التماسك لديها.

 حيث يرمز الرقم 235 إلى عدد البروتونات والنيترونات التي تتشكل منها النواة. هناك عناصر أخرى من صنع الإنسان كحال البلوتونيوم 239، القابلة للانقسام أيضًا.

 انقسام نواة اليورانيوم 235 لا يتم عشوائيا، لأنها كي تنقسم لا بد ان يصطدم نيترون جديد بنواة اليورانيوم عندها تنقسم النواة، فتحرر الطاقة، بصحبة اثنين او ثلاثة نترونات اخرى.

 يمكن لهذه النترونات ان تصطدم اثناء تحليقها بنواة اخرى لليورانيوم 235، ما يؤدي الى انقسام اخر، مما يؤدى الى انطلاق مزيد من النترونات والطاقة، وبتلك التفاعلات المتسلسلة تصدر الطاقة في المفاعل النووية.

 لتسهيل التفاعل المتسلسل، تستخدم مفاعل المياه المضغوطة وقودا، من خلال عملية معقده، لزيادة كمية اليورانيوم.

 يتشكل اليورانيوم 235 بشكل رئيسي من اليورانيوم 238، وهي ذرة غير قابلة للانقسام. إذا تم تصفية اليورانيوم الطبيعي سيبقى منه ذرات اليورانيوم 235 وحدها. فيتم التفاعل المتسلسل دون مصاعب.

 تنطلق النترونات المحررة بسرعة هائلة، لدرجة أن احتمال اصطدامها بنواة اليورانيوم ضئيلة جدا، ولتعزيز احتمالات الاصطدام، لا بد من التخفيف من سرعة النيترون  ويتم ذلك من خلال معدل، يتشكل من مادة تقلل من سرعة النترونات دون أن تمتصها. في مفاعل مائي متخصص، تلعب الماء دور المعدل.

 يتم التفاعل المتسلسل في حجرة المفاعل. حيث يتم تعبئة خزان حديدي بالمياه المضغوطة، ويكون الوقود على شكل بطاريات مغطاة بغلاف معدني وتمر المياه عبر الأقلام، وهي تبطئ سرعة النيترونات التي تنتقل من قلم إلى آخر، لتبدأ بذلك عملية تفاعل متسلسل بالاعتماد على الذات.

 مرور المياه عبر حجرة المفاعل لا يجعلها تعمل فقط كمعدل، بل تمكن من السيطرة على حرارة الحجرة، وتحفظها من السخونة الزائدة، هذه المياه التي تسمى ايضا بالمياه الاساسيه، تقوم بوظائف اخرى، عند سخونتها تمر عبر انابيب داخليه، تخص مولد البخار، الذي تدور حوله المياه ايضا. يتم اخلاء المياه التي تدور حول انابيب البخار الى مستوعب اخر، لتسخينه. ثم يخضع البخار الناجم عن هذه العملية لمضخات هائله متصلة بمحولات، تقوم بتحويلها الى كهرباء.

 ولا يتم اخراج البخار الى الجو، بل يتم تركيزه في مستوعب على صلة بدائرة ثالثه، هي دائرة التبريد.

 عادة ما تؤخذ المياه الباردة لهذه المفاعل من البحر او من المياه الجارية لتمويل جميع الدورات، تعود المياه من كل دورة الى حيث بدأت، مياه التبريد الى البحر، ومياه المفاعل الثانوي الى مولد البخار، ومياه البحر الى حجرة المفاعل.

 جدير بالذكر، أن هناك 284 مفاعلاً نوويًّا للأبحاث في 56 بلدا على مستوى العالم، ويتم استخدام المفاعلات النووية أيضا كمصانع لإنتاج الأسلحة في البلدان التي تمتلك برامج حرب نووية ويقتصر استخدامها لإنتاج الأسلحة النووية وإجراء الأبحاث المتعلقة بها.

 تستخدم المفاعلات النووية المخصصة لصناعة الأسلحة مادة بلوتونيوم 239، أما في المفاعلات السلمية فيتم إنتاج نظائر أخرى للبلوتونيوم، مثل بلوتونيوم 240، وبلوتونيوم 241، وبلوتونيوم 238؛ وذلك لأن وقود المفاعل يتعرض لإشعاع النيوترون لفترات أطول، ومن الممكن استخدامها أيضا لإنتاج المتفجرات النووية.

  وتعتمد آلية عمل المفاعلات النووية على مبدأ الانشطار النووي وذلك من خلال انشطار نواة الذرة، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة حرارية.