反應堆堆芯
反應堆堆芯是核反應堆的一部份，包含核燃料組件，是發生核反應與熱的地方。核燃料通常是數以千計包含在管道內的低濃縮鈾。堆芯還包含結構組件，既能慢化中子又能控制反應的方法，也需要把熱從核燃料轉移至堆芯外需要的地方的裝置。
水慢化反應堆
典型的壓水堆和沸水堆內是燃料棒，其直徑相當於一支大凝膠型墨水筆，每支大約4米長，是由數以百計成束的燃料棒組成，稱為燃料組件。在每個燃料棒內，鈾的陶瓷核燃料芯塊，最普遍的是氧化鈾，放滿燃料芯塊。堆芯內的是控制棒，以容易捕獲中子的硼、鉿、鎘的顆粒填滿等，它們可以迅速吸收中子。當控制棒插入反應堆堆芯時，它們吸收中子，使鏈式反應不能持續進行。相反，當控制棒上移，更多的中子轟擊燃料棒附近的可裂變物質如鈾-235或鈈-239的原子核，鏈式反應加劇。在堆芯內的遮蔽物引導水流冷卻堆芯內的反應堆。核裂變產生的熱由水帶走，水也起到慢化中子的作用。
石墨慢化反應堆
使用固體反應堆石墨作為中子慢化劑，使用普通水為冷卻。蘇聯的RBMK型反應堆便是這種反應堆。亦是切爾諾貝爾核事故中的反應堆類型。
進階版氣冷反應堆是英國設計的反應堆，堆芯由石墨慢化劑組成，燃料也在堆芯中。使用二氧化碳作為冷卻劑，流動於堆芯內，把熱帶走。