Komponenten in Kernkraftwerken, in denen eine geregelte, sich selbst erhaltende Kettenreaktion von Kernspaltungen (Kernkettenreaktion) zur Gewinnung von Kernenergie abläuft, die über Wärmeumwandlung teilweise in elektrische Energie umgesetzt wird. Kernreaktoren sind gleichzeitig auch Großerzeuger von Radionukliden, die sich im Kernbrennstoff ansammeln und aus diesem nach einiger Zeit chemisch abgetrennt werden. In Forschungskernreaktoren wird die anfallende Wärme ungenutzt abgeführt und nur der hohe Neutronenfluß zu Forschungszwecken verwendet. Je nachdem, welche Neutronenart die Kernspaltungen im Kernreaktor vorwiegend bewirkt, spricht man von thermischen, epithermischen oder schnellen Reaktoren.

Neben dieser Unterscheidung und der durch den Verwendungszweck (als Forschungs-, Leistungs-oder Prüfreaktor) bestimmten Unterteilung werden Kernreaktoren klassifiziert nach dem verwendeten Kernbrennstoff, nach dem Arbeitsprinzip des zur Abführung der erzeugten Wärme dienenden Kühlsystems bzw. -mittels (z.B. Druckwasserreaktor, Siedewasserreaktor oder gasgekühlter Reaktor), nach den erzeugten Temperaturen (u.a. Hochtemperaturreaktor), nach der Struktur (heterogener oder homogener Kernreaktor) und nach dem Moderator (Leichtwasser-, Schwerwasser- oder Graphitreaktor); nach dem Grad der Gewinnung neuen Spaltstoffs unterscheidet man Brutreaktoren (Brüter) und Konverter (Konversion).