壓水反應堆 (PWR)
這種反應堆完全以高壓水來冷卻並使中子減速（即使在溫度極高時也是這樣）。大部分正在運行的反應堆都屬於這一類。儘管在三哩島出事的反應堆就是這一種，一般仍認為這類反應堆最為安全可靠。這是一種熱中子式核反應堆。中國大陸秦山核電站一期工程、大亞灣核電站和台灣核三廠的反應堆為此型。
沸水反應堆 (BWR)
這種反應堆也以輕水作為冷卻劑和減速劑，但水壓較前一種稍低。正因如此，在這種反應堆內部，水是可以沸騰的，所以這種反應堆的熱效率較高，結構也更簡單，而且可能更安全。其缺點為，沸水會升高水壓，因此這些帶有放射性的水可能突然泄漏出來，。這種反應堆也占了現在運行的反應堆的一大部分。這是一種熱中子式核反應堆。台灣核一廠和核二廠兩座發電廠的反應堆為此型。
重水反應堆 (PHWR)
這是由加拿大設計出來的一種反應堆，（也叫做CANDU），這種反應堆使用高壓重水來進行冷卻和減速。這種反應堆的核燃料不是裝在單一壓力艙中，而是裝在幾百個壓力管道中。這種反應堆使用天然鈾為核燃料，是一種熱中子式核反應堆。這種反應堆可以在輸出功率開到最大時添加核燃料，因此能高效利用核燃料（因為可作精確控制）。大部分壓重水式反應堆都位於加拿大，有一些出售到阿根廷、中國、印度（未加入防止核武器擴散條約）、巴基斯坦（未加入防止核武器擴散條約）、羅馬尼亞和南韓。印度也在它的第一次核試爆後運行了一些壓重水式核反應堆（一般被稱為“CANDU的變種”）。中國大陸秦山核電站三期工程的反應堆為此型。
石墨輕水型核反應堆（RBMK）
這是一種蘇聯的設計，它在輸出電力的同時還產生鈽。這種反應堆用水來冷卻並用石墨來減速。RBMK型與壓重水型在某些方面具有相同之處，即可以在運行中補充核燃料，並且使用的都是壓力管。但是與壓重水型不同的是，這種反應堆不穩定，並且體積太大，無法裝置在外罩安全殼的建築物里，這點很危險。RBMK型還有一些很重大的安全缺陷，儘管其中一些在車諾比核事故後被改正了。一般認為RBMK型是最危險的核反應堆型號之一。車諾比核電站擁有四台RBMK型反應堆。
氣冷式反應堆 (GCR)
這種反應堆使用石墨作為減速劑，並用二氧化碳作為冷卻劑。其工作溫度較壓水式反應堆更高，因此熱效率也更高。一部分正在運行的反應堆屬於這一類，大部分位於英國。老式的核電站（也就是Magnox式）已經或即將關閉。但高級氣冷式核反應堆還會繼續運行10至20年。這是一種熱中子式核反應堆。關閉這種核電站的費用很高，因其反應爐核心很大。
液態金屬式快速增殖核反應堆 (LMFBR)
這種反應堆使用液態金屬作為冷卻劑，而完全不用減速劑，並且在發電的同時生產出比消耗量更多的核燃料。這種反應堆在效率上很接近壓水式反應堆，而且工作壓力不需太高，因為液態金屬即使在極高溫下也不需加壓。法國的超級鳳凰核電站和美國的費米-I核電站用的都是這種反應堆。1995年，日本的“文殊”核電站發生液態鈉泄漏，預計將會在2008年重新開始運行。這三個核電站都用到了液態鈉。這是一種快速中子式反應堆而不是熱中子式反應堆。液態金屬式反應堆分為兩種：
液態鉛式反應堆
這種反應堆使用液態鉛來作為冷卻劑，鉛不但是隔絕輻射的絕佳材料，還能承受很高的工作溫度。還有，鉛幾乎不吸收中子，所以在冷卻過程中損失的中子較少，冷卻劑也不會變成帶放射性。與鈉不同的是，鉛是惰性元素，所以發生事故的幾率也較小，但是，套用如此大量的鉛就不得不考慮毒性問題，而且清理起來也很麻煩。這種反應堆經常用的是鉛鉍共熔合金。在這種情況下，鉍會產生一些小的放射性問題，因為它會吸收少量中子，而且也比鉛更容易變得帶放射性。
液態鈉式反應堆
大部分液態金屬式反應堆都屬於這一種。鈉很容易獲得，而且還能防止腐蝕。但是，鈉遇水即劇烈爆炸，所以使用時一定要小心。雖然這樣，處理鈉爆炸並不比處理壓水式核反應堆中超高溫輕水的泄漏麻煩到哪裡去。
