核電站是指通過適當的裝置將核能轉變成電能的設施。核電站以核反應堆來代替火電站的鍋爐，以核燃料在核反應堆中發生特殊形式的“燃燒”產生熱量，使核能轉變成熱能來加熱水產生蒸汽。
核電站通常被認為是基本負荷站，因為燃料只是生產成本的壹小部分，並且因為它們不能容易或快速地進行調度。它們的運行和維護(O&M)以及燃料成本與水電站壹樣較低，因此核電站適合作為基本負荷電力供應源。像傳統的熱電站壹樣，熱能轉換成電能是間接進行的。
核反應堆中的裂變反應加熱反應堆冷卻劑。根據反應堆的類型，冷卻劑可以是水或氣體，甚至是液態金屬。反應堆冷卻劑被堆芯加熱後進入蒸汽發生器，加熱二回路的水以產生過熱蒸汽。之後，經加壓的蒸汽通常被供給到多級蒸汽輪機裏。
蒸汽在汽輪機中膨脹並部分冷凝後，剩余的蒸汽在冷凝器中冷凝。冷凝器壹種熱交換器，它的另壹側連接穩定的冷源，例如河流或冷卻塔。然後，水被泵回蒸汽發生器，循環再次開始。水蒸汽循環對應於朗肯循環