核燃料から順に→被覆菅→冷却材→反射材→圧力容器→各種防護設備となっている。

焼き固めた核燃料を筒に入れてその筒を一まとめにし、それが幾つも圧力容器内に入れてある。
圧力容器には核分裂を制御する制御棒が挿し込んであり、これを抜き差しして余分な中性子を吸収し核分裂反応がゆっくりと行われる様にしている。その周辺設備として制御に必要な測定機器や核反応により生じた熱や放射線(特に他の方法では得られない中性子線)を取り出す設備がある。用途柄、熱をエネルギーとして取り出す必要があることや核反応による熱を冷まさなければならない為、圧力容器内は冷却材で満たされている。また容器内壁の近くには中性子線を反射させる反射材が取り付けられている。
その圧力容器やその周辺機器の外には建屋や防護壁などがあり、いくつもの防護がなされている。

炉によっては圧力容器がモジュール化されて一つの管となっているものがあり、それをいくつも束ねたものもある。この方式は製造・保守費用が高額になるがその反面、完全停止しなくても燃料交換などが出来る。

一般的には発電施設の構成要素（巨大な部品のようなもの）であり、
原子炉そのものは発電能力を持たない。

炉の運転について

基本として起動・停止ともに１日がかりでゆっくりと行い、動作中は一定出力となるように制御装置によって制御棒を抜き差しして制御する。急な出力変更を行うと核分裂の邪魔となる核種が生じたり被覆管が熱割れして穴が開くなどしてしまい事故の原因となってしまう。そのため急な動作は緊急停止のみで、この時はバネや重力で全制御棒を一斉に差し込み核分裂を止める。

用途

発電(原子力発電所)

原子炉それ自体は、利用可能なエネルギーを取り出す機能を持たない為、
発電等には蒸気機関の一種である蒸気タービンとの併用が必須となる。

大学や研究所の研究用途
プルトニウム生成
中性子源
軍事基地などの電力供給
大型の艦船の動力(空母、潜水艦など軍用が多い。主な民間船は下表のとおり)

原子炉を積んだ民間船舶

現在も運航しているものは通常動力に積み替えられている。

船名	建造国	用途	運行期間	現在
むつ(現:みらい)	日本	実験船	1969～1993年	海洋研究船
サバンナ号	アメリカ	貨客船	1965～1970年	博物館に展示
オットー・ハーン号	西ドイツ(当時)	鉱石運搬船	1968～1979年	コンテナ船
2代目アルクティカ号(LK-60Ya級)	ロシア	原子力砕氷船	2020年10月21日	就役中
アカデミック・ロモノソフ	ロシア	水上原子力発電所	2020年5月22日	商用運転中