Reaktor jądrowy jest urządzeniem, które zamienia energię jądrową, wydzieloną podczas reakcji rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich na energię użyteczną np. energię elektryczną. W reaktorze jądrowym reakcje jądrowe utrzymywane są na zadanym poziomie (brak tu jest efektu lawinowego), co sprawia, że reakcje łańcuchowe przebiegają tu w sposób kontrolowany.
W celu utrzymania kontroli nad procesem łańcuchowego rozszczepiania jąder konieczne jest spowolnienie powstających w tych reakcjach neutronów. Materiał używany do spowalniania neutronów nazywany jest moderatorem. Jest to najczęściej woda lub grafit, gdyż największe straty energii kinetycznej neutronów występują podczas zderzenia tych cząstek z jądrami pierwiastków lekkich np. wodorem lub węglem.
Najczęściej stosowanym paliwem w reaktorach jądrowych są izotopy uranu oraz plutonu. Mają one postać prętów pomiędzy którymi znajduje moderator. Powstające w jednym z prętów (w wyniku rozszczepienia jądra) neutrony zostają wyhamowane przez substancję moderatora i następnie wchodzą do drugiego pręta, co powoduje powstanie kolejnej reakcji rozszczepienia. W celu pełnej kontroli nad przebiegiem reakcji jądrowej w reaktorze stosuje się tzw. pręty sterownicze, których zadaniem jest pochłanianie nadmiarowej liczby neutronów. Są one najczęściej wykonane ze stali borowej lub kadmu.
Wyzwalana w reaktorach jądrowych energia odbierana jest przez chłodziwo, które następnie przekazywane jest do wody. Woda w wyniku dostarczenia dużych ilości ciepła zamienia się w parę wodną, która napędza generator prądu elektrycznego.
Pierwszy reaktor jądrowy został skonstruowany w 1943 roku przez Enrico Fermiego.