核電站是利用核裂變反應釋放出大量核能的裝置，而不是核聚變反應。核裂變是一個重原子，如鈾或钚，在一定條件下分裂成兩個較輕的原子，同時釋放出大量能量。相比之下，核聚變反應則是兩個較輕的原子融合成一個更重的原子，同時釋放出大量能量。
核電站是核聚變還是核裂變反應
核電站利用的是核裂變技術。在核裂變過程中，重原子核（通常是鈾或钚）被分裂成較小的核，釋放出大量能量。而核聚變是將輕核合並成更重的核，在太陽等恒星內部發生，目前尚未實現可控的核聚變反應用於商業核電站。核裂變是目前用於發電的主要核能技術。
本質上核電站是以核反應堆為熱源的火力發電站。正如火力發電站的典型情況一樣，熱量用於產生蒸汽，驅動連接到發電機的蒸汽輪機發電。也就是俗稱的“燒開水”，但方式有所不同，目前核電站主要使用兩種核裂變技術路徑：壓水堆（PWR）和沸水堆（BWR）。
沸水堆（BWR）：沸水堆利用的是在反應堆內部沸騰的水來產生蒸汽，直接驅動渦輪發電機，因此渦輪機被保留為核電站放射性控制區域的一部分。
壓水堆（PWR）：蒸汽輪機與核系統是分開的，是目前的主流技術。
核發電廠的工作原理
核發電廠的工作原理就是核燃料裂變過程釋放出來的能量，經過反應堆內循環的冷卻劑，把能量帶出並傳輸到鍋爐產生蒸汽用以驅動渦輪機並帶動發電機發電。
核電站工作原理：
核電站(nuclear power plant)是利用核裂變(Nuclear Fission)或核聚變(Nuclear Fusion)反應所釋放的的能量產生電能的發電廠。目前商業運轉中的核能發電廠都是利用核裂變反應而發電。核電站一般分為兩部分：利用原子核裂變生產蒸汽的核島(包括反應堆裝置和一回路系統)和利用蒸汽發電的常規島(包括汽輪發電機系統)，使用的燃料一般是放射性重金屬：鈾、钚。如果除去核反應堆，核電站和火電站除瞭生成蒸汽的熱源不同外，差異很少。
一般的熱電廠都有燃料供應來產生熱，比如說天然氣、煤或石油。對於核電廠來說，它需要的熱來自於核反應堆中的核裂變。當一個相當大的可裂變原子核(一般為鈾-235或钚-239)被一個中子轟擊時，它便分裂為兩個或更多個部分，同時釋放出能量和中子，這個過程就叫做核裂變。原子核釋放出的中子會繼續轟擊其它原子核。當這個鏈式反應被控制的時候，它釋放出的能量便可用來燒水，產生出的水蒸氣會驅動渦輪機，從而產生電能。需要記住的是，核爆炸中發生的是“不受控制的”鏈式反應，而核反應堆中的裂變速度無法達到核爆炸所需要的速度，這是因為商業用核燃料的濃度還不夠高。
鏈式反應被一些能夠吸收或減慢中子的材料控制著。在以鈾為核燃料的反應堆當中，中子需要被減慢速度，因為當慢速中子轟擊鈾-235原子核時是更容易發生裂變的。輕水反應堆使用普通水來減慢中子並進行冷卻。當水的溫度升高到一定程度時，它便達到瞭工作溫度，此時它的密度會降低，因此沒被它吸收的少量中子會被減得足夠慢，然後去引發新的裂變。負反饋將裂變速度保持在一定水平。
