Nükleer reaktör, ısı üretmek için fisyon kullanan bir makinedir. Farklı yakıtlar kullanan farklı tasarımlar vardır. Çoğu zaman, uranyum-235 veya plütonyum-239 bu yakıtların ana bileşenleridir.
Nükleer reaktörlerin çoğu elektrik üretmek için kullanılır. Nükleer enerji santrallerinde, reaktördeki fisyon reaksiyonlarından kaynaklanan ısı, suyu buhara dönüştürür. Buhar daha sonra elektrik üreten elektrik türbinlerine güç sağlamak için kullanılır. Diğer buhar makinelerinde olduğu gibi, türbinler enerjiyi buharın hareketinden alır.
Bazı reaktörler başka amaçlar için kullanılmaktadır. Bazı reaktörler bilimsel araştırmalar için nötron üretirken bazıları da radyoaktif izotoplar üretir. Bazı üniversiteler, öğrencilere reaktörlerin nasıl çalıştığını öğretmek için küçük nükleer reaktörlere sahiptir.
İlk nükleer reaktör 1942 yılında Enrico Fermi liderliğindeki bir bilim ekibi tarafından inşa edilmiştir. Bu, atom bombası yapmak için reaktörden elde edilen yakıta ihtiyaç duyan Manhattan Projesi'nin bir parçasıydı. Elektrik üreten ilk nükleer reaktör ise 1951 yılında Idaho'da inşa edilen küçük bir deneysel reaktördü. Sadece dört ışık küresine yetecek kadar elektrik üretiyordu.
Nükleer reaktörlerin yapımı, sahip olmaları gereken çok sayıda güvenlik özelliği nedeniyle pahalıdır. Reaktörlerden çıkan büyük miktarda radyoaktif atıkla ilgili bir sorun da var. Ancak ucuza elektrik üretirler ve havayı kirletmezler. Birçok nükleer reaktörde ciddi kazalar meydana gelmiştir: Windscale (İngiltere) 1957, Mayak (SSCB) 1957, Three Mile Island (ABD) 1979, Chernobyl (SSCB) 1986 ve Fukushima (Japonya) 2011. Güvenlikle ilgili endişeler nükleer enerjinin büyümesini sınırlamıştır. Dünya çapında yaklaşık 437 reaktör bulunmaktadır ve bunlar dünya elektriğinin yaklaşık %5'ini sağlamaktadır.
