核电站的发电原理是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。
世界上一切物质都是由原子构成的，原子又是由原子核和它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂都能产生大量的能量，分别称为核聚变能和核裂变能，简称核能。由于可控的核聚变反应技术仍在研究中，世界上所有的核电厂发电都是运用核裂变能。
