核電站用核反應堆代替火電廠的鍋爐，核燃料在核反應堆中以特殊的形式燃燒產生熱量，使核能轉化為熱能加熱水，產生蒸汽。核電站的系統和設備通常由兩部分組成:核系統和設備，也稱為核島，常規系統和設備，也稱為常規島。
世界上核電站常用的反應堆有輕水堆、重水堆、改進型氣冷堆和快堆，但以輕水堆應用最為廣泛。根據蒸汽產生過程的不同，輕水反應堆可分為沸水反應堆和壓水堆。壓水堆采用普通水作為冷卻劑和慢化劑，是由軍用堆發展而來的最成熟、最成功的動力堆型。壓水堆核電站占世界核電總容量的60%以上。
核電站的優勢
與傳統的燃煤電廠相比，核電站具有明顯的優勢。核能發電不會像化石燃料發電那樣向大氣中排放巨量的汙染物，所以核能發電不會造成空氣汙染。核能發電沒有碳排放，不會加劇全球溫室效應。用於核能發電的鈾燃料除了發電沒有其他用途。
核燃料的能量密度比化石燃料高數百萬倍，因此核電站使用的燃料體積小，便於運輸和儲存。壹座10萬千瓦的核電站，壹年只需要30噸鈾燃料，壹次航程就可以用飛機運輸。在核能發電成本中，燃料成本占比低，核能發電成本不易受國際經濟形勢影響，發電成本相對穩定。