核電廠運行狀態是正常運行(normal operating conditions)和預計運行事件(anticipated events)的統稱，也稱運行工況，其中正常運行工況一般又分若干運行模式(operating modes)。
按核安全法規HAF-0300和核安全導則HAF0211的規定，“核電廠狀態”、“核電廠工況”和“運行工況”三個詞的範疇是遞次包容的，即“核電廠工況”含“運行工況”和“事故工況”；而“核電廠狀態”除含有“核電廠工況”外，還包括了“嚴重事故”。事故工況及嚴重事故見核電廠事故。
正常運行 運行技術規格書中規定的限值都沒有被超過的運行工況，如起動、停運、功率運行、維修、試驗、停堆換料和各種正常運行瞬變等。壓水堆核電廠的正常運行工況包括功率運行、標準停堆狀態、過渡運行和換料停堆等運行模式。
預計運行事件 在核動力廠運行壽期內預計至少發生一次的偏離正常運行的各種運行過程；由於設計中已採取相應措施，這類事件不至於引起安全重要物項的嚴重損壞，也不至於導致事故工況。
功率運行模式 反應堆處於臨界狀態，機組以額定功率或低功率併網運行。
標準停堆狀態模式 反應堆處於次臨界、停堆深度滿足安全要求，並且可以較長時間停留在該狀態的一種安全運行模式。它包括熱停堆、中間停堆(停堆餘熱導出系統投運)和正常冷停堆。各種停堆狀態以一迴路溫度、壓力等參數加以劃分。
過渡運行模式 在反應堆起動和停運過程中所經歷的中間運行狀態。它包括熱備用、正常中間停堆(停堆餘熱導出系統退出)、單相中間停堆和維修冷停堆。除熱備用時反應堆處於臨界狀態，且核功率小於2%PN(額定功率)以外，其餘三種狀態反應堆均處於次臨界狀態，停堆深度應滿足安全要求。在維修冷停堆狀態下，一迴路壓力為大氣壓力。
換料停堆模式 反應堆處於深度次臨界狀態，一迴路完全開啟，處於大氣壓力之下，一次冷卻劑溫度低於60℃，進行堆芯燃料更換操作。
起動與停運 核電廠的起動是指反應堆從次臨界狀態到發電機併網發電的整個過程。停運與之相反。
升降負荷 輕水堆負荷變化速率的限值，漸增值為每分鐘5%PN ；步增值為10%PN。這主要考慮到快速功率增加和快速功率變化會損壞燃料棒完整性。這種影響是通過燃料芯塊和包殼之間的相互作用產生的。在不同功率水平下，負荷變化率可以是不同的。在功率較低時，負荷變化率可大些；在功率較高時，負荷變化率就要小些，以防止超調。在實際操作中，負荷變化率是遠遠小於設計值的，特別是在換料後或長期低功率運行後和較高功率時的情況，功率增長速率是很低的。對各種類型的反應堆，其功率升降速率都有嚴格的規定。
基本負荷運行 核電廠宜長期帶基本負荷(指滿功率或接近滿功率)穩定運行。這樣，調節一迴路水中的硼濃度的操作少，產生的廢液也就少。長期基本負荷運行只需補償因燃料的逐漸消耗而減少的反應性。為此，通常是隔一定時間進行硼稀釋。
負荷跟蹤 由於電網晝夜峰谷負荷特點，核電廠在夜間低谷負荷時需要降功率運行，而到白天又升回到高功率(≥92% PN)的運行方式稱為負荷跟蹤。這種功率的改變是由反應堆操縱員根據電網計畫手動改變負荷定值來實現的。一般而言，只有當一個電網中核電機組容量占電網總容量的較大份額時，才會要求核電機組承擔負荷跟蹤的任務，反之，核電機組只作基本負荷運行。
目前運行中的壓水堆的典型負荷跟蹤模式有12-3-6-3、14-1-8-1或15-0.5-8-0.5等三種模式。第一種負荷跟蹤模式主要套用於以A模式(即黑棒控制)運行的反應堆，其負荷跟蹤過程是：白天高功率運行12h，晚間用3h時間硼化降到目標低功率，穩定運行6h後，清晨再用3h通過硼稀釋升回到高功率。後兩種模式主要套用於以G模式(即灰棒控制)運行的反應堆，由於其升降功率可以通過移動功率補償棒來實現，並採用疊步插入方式較好地解決了軸向功率分布偏差問題，所以可以用較快的速率升降功率。在燃料循環末期，由於一迴路中的一次冷卻劑硼濃度已很低，限於化容控制系統上充管線的最大流量和下泄處理能力，一般達到80%的設計燃耗時，就不再進行負荷跟蹤和調頻，而只帶基本負荷運行。
調頻 與常規核電廠類似，核電廠的調頻功能也分為一次調頻與二次調頻。所謂一次調頻是核汽輪機的調速系統按實測電網頻率與額定頻率的差值並根據預先設定的調差係數自動增減負荷，所以一次調頻應該始終是投入自動調節狀態。只是各核電廠為避免控制棒頻繁運動而設定一次調頻的死區範圍。一次調頻能使機組按電網負荷的變化自動增減出力，但由於它依據的是有差調節的原理，在各機組定值出力之和與電網負荷不一致時單靠一次調頻不能使電網頻率自動調回到額定值，如果電網對頻率有較高的品質要求，就必須設定二次調頻功能，當頻率變化超出允許變動範圍時，各核電廠按設定的自動調頻功能或按電網調度中心向各機組發出遙調信號，調整各機組出力與電網負荷平衡，以使電網頻率恢復到目標範圍內。
按照電網調度要求和核電廠機組的運行狀態(如燃料壽期)，參與負荷跟蹤的核電廠也可以同時參與二次調頻，調頻幅度一般定為±5%PN。以A模式運行的核電廠調頻功率的變化是通過一迴路溫度變化和溫度控制棒的移動以堆跟機的方式實現，由於其調頻幅度一般不超過±5%PN，所以反應堆軸向功率偏差可以被控制在運行參考點±5%的允許範圍內。以G模式運行的核電廠，其二次調頻信號同時加在汽輪機調速系統和反應堆功率補償棒的控制迴路中，通過功率補償棒組的移動主動改變反應堆功率參與電網二次調頻，所以一迴路溫度的變化量很小，溫度控制棒組幾乎不用動作。
延伸運行 在燃料循環末期，由於一次冷卻劑中硼濃度已降得很低，幾乎無法再進行硼稀釋，所有控制棒組都已提出堆外，核電廠已不能按規定繼續運行。但由於電網負荷的需求，不能按計畫停堆換料，而需要繼續運行。這時可以通過降低一迴路平均溫度繼續運行一段時間。
預計運行事件 偏離運行技術規格書中規定的運行限值，達到或超過安全系統整定值，可能會引發停堆，但尚未造成事故的工況，又稱為異常運行工況(abnormal operating conditions)，它也是安全分析中要考慮的第2類工況。異常工況發生的機率不大，但每年均有可能發生。異常工況一般包括下列事件：1控制棒組件誤抽出；2控制棒組件落下；3部分失去一次冷卻劑流量；4失去正常給水；5硼失控稀釋；6給水溫度降低；7負荷過分增加；8甩負荷；9失去外電源；10一迴路短時間壓力下降；11主蒸汽系統一個安全閥意外開啟；12功率運行時安全注射系統誤動作；13汽輪機在功率運行時跳閘和運行基準地震等等。異常工況一般不會導致設備損壞，但如處理不當，可發展成事故。
甩負荷 在功率運行時，由於電網故障使發電機突然甩掉大部分負荷，直到帶廠用電運行(約5%PN)。在這種大幅度的運行瞬變過程中，蒸汽旁路系統將大量的多餘蒸汽(50%~85%，因設計不同而異)排向凝汽器，反應堆則通過控制棒下插快速自動降功率到30% PN左右，蒸汽旁路系統將反應堆維持在這一功率水平。若調節系統回響故障或操縱員干預不當，則可能引發自動停堆。為了驗證各控制調節系統對甩負荷的適應性，在調試時，要進行30%PN、50%PN、75%PN和100%PN功率水平的甩負荷試驗。
失去外電源 核電廠至少有兩路獨立的外電源供電。失去全部外電源，相當於發電機與電網解列，同時失去備用電源。如此時反應堆仍能繼續運行，則汽輪發電機組帶廠用電運行。如處理不當，會引發自動停堆，造成全廠斷電。此時廠用電的重要負荷由應急柴油發電機來承擔。
部分失去冷卻劑流量 如一台主泵失去電源。在功率較高時，失去一台主泵，由於流量與功率不匹配，會引發自動停堆。三環路或四環路的反應堆，失去一台主泵，從理論上講，降低功率後可繼續運行，即偏環路運行，偏環路運行帶來兩個問題：一是破壞反應堆受力的平衡，使堆芯和一迴路受到很大的推力作用；另一個是停運環路重新投入時，由於堆芯注入較冷的水而引起功率不可控上升，以及較冷水對堆內構件造成不應有的熱應力。所以一般不採用偏環路運行。
失去正常給水 給水泵故障、閥門誤動作或失去外部電源等均會造成失去正常給水。失去正常給水後，會引發自動停堆，並起動輔助給水泵以帶走堆內餘熱。
功率運行時汽輪機跳閘 汽輪發電機組保護動作跳閘後，在蒸汽旁路系統的快開功能和反應堆快速自動降負荷的共同作用下，可將反應堆功率維持在30%PN的功率水平。一旦汽輪發電機組的故障消除後，可立即重新沖轉併網。
