都可以达到上述的三种目的，但在实务上，这三个的工程目的会互相冲突，大部份的核反应堆只会考虑其中一个目的（以往有些试图达到所有目的的核反应堆，例如Hanford N-reactor，后来已没有使用）。核能发电是将核裂变产物动能转换为热能，再加热工作流体驱动热机，来产生机械能或是电能。工作流体一般是水，配合蒸汽涡轮发动机，不过有些设计也会用氦气为工作流体。研究用核反应堆制造中子，可以用在许多领域，而核裂变产生的热会视为不可用的废热。中子增殖反应炉是特别的研究用核反应堆，要处理的就是燃料本身，是U和U的混合物。