Az atommag energiáját gyakorlatilag hasznosítható méretekben felszabadító berendezés, melyben a magreakciók lefolyása szabályozható. Megkülönböztetünk a könnyű atommagok egyesülésén alapuló fúziós reaktort és a magok hasadásakor felszabaduló energiát hasznosító hasadási reaktort. Az atomreaktor energiatermelő anyagai a hasadó kémiai elemek. A hasadó anyagok atommagjai kis energiájú, lassú neutronok hatására két középnehéz magra hasadnak szét, miközben néhány gyors neutron szabadul fel. Ezeket felszabadítva újabb maghasadások jöhetnek létre, és így a folyamat láncreakció alakjában folytatódik. A nagy sebességgel szétrepülő középnehéz atommagok kinetikus energiája súrlódással hővé alakul, így jelentkezik hasznosítható formában az atomenergia. A neutronok lassítására moderátorokat használnak (grafit, nehézvíz, víz). A gyors neutronok a moderátor atomjaival többször ütközve, fokozatosan lefékeződnek. A neutronfölösleget, amelynek növekedése robbanáshoz vezetne, kadmium vagy bórkarbid rudakkal nyeletik el, ezeket automatikus szabályozó berendezések vezérlik.