反应堆堆芯
反应堆堆芯是核反应堆的一部份，包含核燃料组件，是发生核反应与热的地方。核燃料通常是数以千计包含在管道内的低浓缩铀。堆芯还包含结构组件，既能慢化中子又能控制反应的方法，也需要把热从核燃料转移至堆芯外需要的地方的装置。
水慢化反应堆
典型的压水堆和沸水堆内是燃料棒，其直径相当于一支大凝胶型墨水笔，每支大约4米长，是由数以百计成束的燃料棒组成，称为燃料组件。在每个燃料棒内，铀的陶瓷核燃料芯块，最普遍的是氧化铀，放满燃料芯块。堆芯内的是控制棒，以容易捕获中子的硼、铪、镉的颗粒填满等，它们可以迅速吸收中子。当控制棒插入反应堆堆芯时，它们吸收中子，使链式反应不能持续进行。相反，当控制棒上移，更多的中子轰击燃料棒附近的可裂变物质如铀-235或钚-239的原子核，链式反应加剧。在堆芯内的遮蔽物引导水流冷却堆芯内的反应堆。核裂变产生的热由水带走，水也起到慢化中子的作用。
石墨慢化反应堆
使用固体反应堆石墨作为中子慢化剂，使用普通水为冷却。苏联的RBMK型反应堆便是这种反应堆。亦是切尔诺贝尔核事故中的反应堆类型。
进阶版气冷反应堆是英国设计的反应堆，堆芯由石墨慢化剂组成，燃料也在堆芯中。使用二氧化碳作为冷却剂，流动于堆芯内，把热带走。