W różnych krajach zbudowano dotąd kilka tysięcy reaktorów, z czego kilkaset służy do produkcji energii. Ogromna większość pracujących reaktorów to reaktory termiczne, czyli takie, w których większość rozszczepień zachodzi pod wpływem neutronów termicznych. Istnieją również reaktory prędkie (nie zawierające moderatorów), w których rozszczepienia są wywoływane głównie przez neutrony o dużych energiach. Zasadniczą zaletą reaktorów prędkich jest możliwość powielania paliwa w cyklu uranowo-plutonowym. Z tego względu uważa się, że przyszłość energetyki opartej na reaktorach jądrowych leży w prędkich reaktorach powielających.

Rozróżnia się kilka typowych rozwiązań konstrukcyjnych reaktorów. Przede wszystkim reaktory wodne o małych mocach są zwykle budowane w dużych zbiornikach wodnych, często z otwartym lustrem wody. Reaktory wodne o większych mocach są umieszczone z reguły w zbiorniku ciśnieniowym. Znane są również rozwiązania konstrukcyjne, w których każdy element paliwowy wraz z opływającą go warstwą wody chłodzącej jest zawarty w rurze stalowej i utrzymywany pod ciśnieniem. W reaktorach z moderatorem stałym, jak grafit lub beryl, sam moderator stanowi materiał konstrukcyjny rdzenia. Cały reaktor może być także umieszczony w zbiorniku ciśnieniowym.

Najkosztowniejszym składnikiem reaktora jądrowego jest paliwo, natomiast znacznie tańszy jest moderator. Z tego względu reaktor jest zwykle podzielony na dwie strefy. Pierwsza - tzw. rdzeń, zawiera paliwo, moderator, chłodziwo i materiały konstrukcyjne oraz pręty regulacyjne, kompensacyjne i bezpieczeństwa. Druga, tzw. reflektor, jest zbudowana z moderatora i otacza rdzeń, a służy do zatrzymywania części neutronów uciekających z rdzenia. W wielu rozwiązaniach konstrukcyjnych rdzeń i reflektor znajdują się w szczelnych zbiornikach stalowych i otoczone są specjalnymi osłonami. Zbiornik ciśnieniowy utrzymuje odpowiednie ciśnienie w reaktorze i zapewnia znacznie większe bezpieczeństwo na wypadek awarii. W reaktorach wodnych ciśnienie wewnątrz zbiornika dochodzi do 14, a w gazowych-do 4MPa. Osłony reaktora zmniejszają intensywność promieniowania w otoczeniu do wartości dopuszczalnych ze względu na zagrożenie obsługi. Są one również stosowane do ochrony niektórych urządzeń pomocniczych i aparatury przed zniszczeniem lub promieniotwórczością wzbudzoną.

Ponieważ największe pochłanianie neutronów w materii zachodzi w zakresie energii termicznych, osłona reaktorowa powinna zawierać moderator spowalniający neutrony prędkie wychodzące z reaktora oraz materiał odznaczający się znacznym przekrojem czynnym na wchłanianie neutronów termicznych. Poza tym powinna efektywnie pochłaniać promieniowanie γ wychodzące z reaktora, jak również powstające w osłonie. Promieniowanie α lub β ma bardzo niewielki zasięg i praktycznie nie wydostaje się poza pierwszą warstwę osłony.

Największa ilość ciepła powstającego w osłonie wydziela się w warstwie przylegającej do reaktora. Z tego względu warstwa ta, zwykle oddzielona od reszty osłony, jest chłodzona wodą lub powietrzem i nazywa się osłoną termiczną. Pozostała część pełni rolę osłony biologicznej. Osłona termiczna jest najczęściej wykonana z płyt stalowych z dodatkiem boru, natomiast biologiczna z ciężkich betonów, składających się z cementu, drobnego złomu stalowego oraz rudy barytowej, limonitowej lub magnetytowej.