Działanie reaktora opiera się na kontrolowanej i samo podtrzymującej się reakcji łańcuchowej rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich na dwa lżejsze. Zachodzi ona pod wpływem powolnego neutronu termicznego, który krąży z prędkością odpowiadającą prędkości ruchów cieplnych – 2 m/s. Łączy się on z jądrem substancji rozszczepialnej i czyni je niestabilnym. Dochodzi do deformacji i przewężenia jądra, a ostatecznie do rozpadu na dwa jądra stabilne, przy czym dochodzi do emisji porcji energii oraz kilku neutronów. Część z nich wychwytywana jest przez substancję dobrze pochłaniającą neutrony jak bor lub kadm. Wynikiem reakcji rozszczepienia jądra w rdzeniu reaktora jest powstanie promieniowania jądrowego oraz ciepłą.
