La fisión nuclear es el método de producción de energía para todas las plantas de energía nuclear que operan actualmente. Cuando un átomo pasa por la fisión, un neutrón divide el átomo en dos fragmentos más pequeños, al mismo tiempo que emite otros dos o tres neutrones. Estos neutrones están entonces libres para ir e inducir fisiones adicionales, las cuales producirán aún más neutrones. Si los dos o tres neutrones producidos en la fisión pasan a inducir en promedio solamente una fisión adicional, entonces se dice que el material es crítico. Por otra parte, un conjunto supercrítico ocurre cuando cada fisión, en promedio, provoca más de una fisión posterior. Un conjunto supercrítico es inestable y resulta en un rápido crecimiento de la velocidad de reacción nuclear. El montaje supercrítico debe ser controlado por controles activos o pasivos en la reacción para llevar el material al estado crítico deseado donde el rendimiento de energía es constante y eficiente.
Controlar la temperatura en una planta de energía es extremadamente importante. Sin control, la reacción nuclear en cadena crearía tal cantidad de neutrones y liberaría tal cantidad de energía que la temperatura subiría desmesuradamente. El enfriador circulante de la planta por sí solo es insuficiente para enfriar el reactor, de manera que las plantas nucleares controlan la temperatura regulando el flujo de neutrones creados.
Para hacer esto, se insertan barras de control compuestas de materiales que absorben los neutrones en o alrededor de las varillas de combustible de los núcleos nucleares convencionales. Las barras de control absorben neutrones controlando de ese modo la fisión y evitando así la liberación excesiva de energía. Estas barras de control se pueden insertar, remover y colocar como sea necesario para optimizar la eficiencia de la planta de energía.
La energía liberada por los reactores nucleares se utiliza usualmente para calentar agua en vapor, usando luego el vapor para poner en marcha una turbina y producir electricidad.
