Reaktor on seade, milles toimub tuumareaktsioon, kus seda kontrollitakse ja kust vabanenud soojus viiakse soojuskandjaga välja. Reaktori konstruktsioon, materjalid, kaitsekest ja turvasüsteemid võivad neil harvadel juhtudel, kui midagi valesti läheb, tuumaõnnetuse tagajärgi leevendada või isegi päris ära hoida.
Tuumkütuseks on aineid, mis aatomituumadega toimuvate protsesside, olgu lagunemise või liitumise tulemusena võimaldavad tuumade siseenergiat teisteks energialiikideks muuta. Tihti nimetatakse tuumkütuseks ka valmismaterjale (koos kesta, täiteainete, aeglustajate jm-ga), mis on toodetud tuumareaktorisse paigutamiseks. Kõige tavalisemad tuumkütused on uraan-235 ja plutoonium-239, milles tekib aeglaste neutronite toimel ahelreaktsioon. Uraan-238, mida on looduslikus uraanis kõige rohkem, laguneb kiirete neutronite toimel, ahelreaktsiooni ei teki. Uraan-238 tuumad haaravad neutroneid ja neist saab pärast kahte beetalagunemist (ptk Radioaktiivsus ja kiirgus ja Manhattani projekt)
tuumkütus plutoonium-239. Kütus pannakse reaktorisse enamasti varrastena, mis olenevalt reaktori tüübist sisaldavad veel struktuurseid materjale, neutronite aeglustajaid või neutronite peegeldajat.
Neutronite aeglustamiseks on reaktoris tuumkütuse hulka või vahele lisatud aineid, mille tuumadega põrkudes kaotavad neutronid kineetilist energiat. Aeglustamine on vajalik, sest kütuse tuumad haaravad ainult aeglasi neutroneid piisavalt suure tõenäosusega, et ahelreaktsioon saaks püsida. Aeglustiks sobivad ained on näiteks süsinik (grafiit), vesi, raske vesi, berüllium. Hea aeglusti ei neela neutroneid ega sisalda neutroneid neelavaid lisandeid. Tuumareaktorite väljatöötamise algusaegadel oli probleeme puhta süsiniku tootmisega, näiteks boorilisandiga grafiit ei sobi reaktorites kasutamiseks. Saksamaa tuumaprogrammi luhtumise üheks põhjuseks Teise maailmasõja ajal oli saadaoleva grafiidi liiga suur boorisisaldus.
Ahelreaktsiooni juhtimiseks kasutatakse kontrollvardaid, mis valmistatakse neutroneid neelavast ainest, põhiliselt kaadmiumist, indiumist ja hõbedast, aga ka paljudest teistest metallidest või ühenditest. Kontrollvardaid reaktoris kütuse vahele pistes või neid sealt välja tõmmates reguleeritakse neutronite arvu ja seekaudu reaktsiooni kulgu. Reaktsiooni saab kontrollida ka reaktorist läbi voolava soojuskandja kaudu, selleks lisatakse sinna booriühendeid.
SCRAM on ahelreaktsiooni peatamine avariiolukorras või teatud sorti avariikahtluse korral. Näiteks Jaapanis on SCRAM-i käivitamine kohustuslik kõigis tuumajaamades maavärina korral ja toimub tavaliselt automaatselt. Nimi pärineb esimeste tuumareaktorite katsetamise aegadest, kui varraste reaktorisse viimist nimetati skrämmimiseks. Hiljem mõeldi välja, et SCRAM-i tähendus võiks olla julgestuse kontrollvarda kirvemees (safety control rod axe man). Kõige esimese tuumareaktori käivitamisel olevat tõesti ühe mehe ülesandeks jäetud hädaolukorrasläbi raiuda köis, millega oli üles riputatud üks lisavarras. See varras oleks kukkunud reaktorisse ja peatanud kontrolli alt väljuva ahelreaktsiooni. Esimest SCRAM-i ei läinud vaja.