核电站中的能量转换借助于三个回路来实现。反应堆冷却剂在主泵的驱动下进入反应堆，流经堆芯后从反应堆容器的出口管流出，进入蒸汽发生器，然后回到主泵，这就是反应堆冷却剂的循环流程 (亦称一回路流程)。在循环流动过程中，反应堆冷却剂从堆芯带走核反应产生的热量，并且在蒸汽发生器中，在实体隔离的条件下将热量传递给二回路的水。二回路水被加热，生成蒸汽，蒸汽再去驱动汽轮机，带动与汽轮机同轴的发电机发电。作功后的乏蒸汽在冷凝器中被海水或河水、湖水冷却水(三回路水) 冷凝为水，再补充到蒸汽发生器中。以海水为介质的三回路的作用是把乏蒸汽冷凝为水，同时带走电站的弃热。
反应堆是核电站的心脏，它是使原子核裂变的链式反应能够有控制地持续进行的装置，是利用核能的一种最重要的大型设备。反应堆中有控制棒，它是操纵反应堆、保证其安全的重要部件，它是由能强烈吸收中子的材料制成的，主要材料有硼和镉。
反应堆的类型很多，根据不同的标准，可以有多种分类。下面介绍三种分类。
“快堆”和“慢堆”(亦称“热堆”)。当前世界上绝大多数反应堆均为热中子反应堆(简称“热堆”或“慢堆”)。“快堆”即“快中子反应堆”，它与“慢堆”的根本区别在于，引起核裂变的“炮弹”是高能的快中子。
“压水堆”和“沸水堆”。在正常运行条件下，压水反应堆内的水由于受到很高的压力，始终处于“液态”。我国已建成的秦山核电站 (一期) 和大亚湾核电站以及正在建设的秦山二期、岭澳和田湾核电站均采用压水堆。沸水反应堆内的水则处于气、液两相的状态。
“轻水堆”和“重水堆”。自然界的氢有三种同位素：氕(1H)、氘(2H)、氚(3H)。普通水中的氢原子是“氕”，这种水我们称为“轻水”; 若水中的氢原子是“氘”，则称为“重水”。“轻水堆”和“重水堆”的区别在于反应堆的冷却剂、慢化剂是“轻水”还是“重水”。秦山三期核电工程采用的是重水堆。
发展核电是可持续发展战略的重要组成部分。目前，除燃烧化石燃料和水力发电外，只有核电是现实可行、技术成熟、具有大规模工业应用成功经验的能源。火电、水电、核电是电能生产的三大支柱。核电从其诞生之日起，就显示了强大的生命力。1954 年，前苏联建成世界第一座实验核电站，功率为 5000 千瓦(5MWe);1957 年世界上第一座商用核电站———美国希平港 60MWe 核电站并网发电。目前，世界上有 436 台运行的核电机组，总装机容量为 351718MWe(2000 年 3 月)。法国是核电占总发电量份额最大的国家，达到 75%，美国是核电净装机容量最多的国家，有 104 台核电机组在运行，装机总容量超过 100000MWe。人们正在加紧开发利用快中子增殖反应堆发电，把占天然铀 99% 以上的铀 -238 同位素利用起来，现有的核燃料资源的利用率就会增加 60～70 倍。现在的核电站都是利用核裂变能发电，如果实现了可控核聚变，人类就可以用氘来发电。1 升海水可提取 0.03 克氘，这些氘通过核聚变能释放相当于 300 升汽油所提供的能量。到那时，人类能源问题将获得彻底解决。
目前我国大陆上有两个核电站、三台核电机组在运行，它们是秦山核电站 (一期) 一台 30 万千瓦压水堆核电机组、大亚湾核电站两台 90 万千瓦压水堆核电机组。1999 年我国核发电量占总发电量的 1.15%。“九五”期间，我国有 8 台机组 660 万千瓦装机容量的核电工程陆续开工并正在建设。1996 年 6 月 2 日秦山二期 2×60 万千瓦压水堆核电工程开工建设，第一台机组计划于 2002 年 6 月并网发电，2003 年 4 月第二台机组并网发电。1997 年 5 月 15 日与大亚湾核电站毗邻的广东岭澳 2×100 万千瓦压水堆核电工程开工建设，两台机组计划于 2003 年全部投入商业运行。1998 年 6 月 2 日秦山三期 2×70 万千瓦重水堆核电工程开工建设，将于 2002 年、2003 年相继投入运行。1999 年 10 月 20 日位于江苏连云港市的田湾 2×100 万千瓦压水堆核电工程开工建设，其机组是由俄罗斯引进的，计划分别于 2004、2005 年投入运行。到 2005 年前后，我国将有近 900 万千瓦的核电机组运行发电。
秦山核电站 (一期) 位于杭州湾畔海盐县境内，它是中国核工业第二次创业的典范，是中国人民的骄傲。秦山核电站 (一期) 的成功建设，结束了祖国大陆无核电的历史，中国从此成为世界上第七个具备自主设计、自主建造、自主调试和自主运营管理核电站能力的国家。秦山核电站 (一期) 于 1985 年 3 月浇筑第一罐混凝土，1991 年 12 月 15 日首次并网发电，至今发电已超过 138 亿千瓦时，有力地支援了浙江的经济建设。随着秦山二期、三期工程的建成，到 2003 年，秦山将有 5 台共 290 万千瓦装机容量的核电机组发电。秦山核电站是进行爱国主义教育和核电科普教育的重要阵地，近年来已成为沪杭线上科技旅游的热点之一，每年都接待几万游客。1999 年秦山核电公司被中宣部、科技部、教育部、中国科协评为“全国青少年科技教育基地”，被中国科协命名为“全国科普教育基地”。
