核反应堆主要由以下几个部分组成：
（1）活性区。这是进行链式反应的地方，其中放有核燃料和中子减速剂。核燃料是指产生链式反应的lb物质。反应堆中用的有tr铀、浓缩铀（铀235的含量比tr铀中的多）、钚和铀233等。减速剂是用来降低中子速度的物质，因为lb释放出的中子速度很大，而容易使铀235lb的是速度较小的中子（热中子）。理想的减速剂是不吸收或很少吸收中子的物质。如重水（D2O，重氢和氧的化合物）、石墨、氧化铍等。对于浓缩铀燃料也可以用普通水做减速剂。
在活性区中一般是把核燃料做成棒状或块状插入减速剂中，也有把核燃料和减速剂均匀混合在一起的。
（2）中子反射层。用来阻挡中于飞出活性区，以减少中子的损失，一般用石墨或氧化铍。
（3）控制调节系统。链式反应的速度很快，大约每秒钟可产生1千代中子，如果不加以控制，在极短的时间内释放巨大的能量使铀爆炸，这就是原子弹。因此控制调节系统是反应堆中很关键的部分，用它来控制链式反应的速度，调节反应堆的功率，使反应堆开始或停止工作等。
调控系统主要是由吸收中子很强的物质镉或硼制成的控制棒和相应的自动控制系统组成。当反应强烈时，反应堆中的控制棒将插入的深一些，使被吸收的中子增多，因而链式反应减慢；反之，将控制棒从活性区向外拉出一些，反应速度将加快。
（4）冷却系统。反应堆中核lb释放出的能量绝大部分转换为热能。堆中的温度是很高的，通常利用普通水、重水、液态金属钢等做冷却剂，将堆中的热量输送出来，再通过热交换装置把水变成高压高温的蒸汽，用来推动汽轮机发电。另一方面，冷却下来的冷却剂又压回堆中继续使用，它是在一个封闭的循环系统中流动着。
