原子力潜水艦と通常動力型潜水艦との大きな違いは、スクリューを回転させるためのエネルギーの発生源である。原子力潜水艦では原子力すなわち核分裂反応により生成される熱エネルギーで水を沸かしてタービンを回すことでスクリューを回転させるのに対し、通常動力型潜水艦ではディーゼル機関などを作動させてバッテリーに充電し、モーターでスクリューを回している。その違いを反映して原子力潜水艦は通常型潜水艦より複雑な構造となっており、船体も大型となる。また、その運用を比較すると通常型潜水艦が沿岸域での運用を比較的得意とするのに対し、原子力潜水艦はより広い外洋域での運用を得意とする。ただし、これらの運用は専門化しているわけではない。
潜水艦の建造と原子力技術の双方を持つ国は限られており原子力潜水艦保有国は攻撃型原子力潜水艦を配備しており、これに対して弾道ミサイル潜水艦は通常型潜水艦では行えない潜水艦発射弾道ミサイル（SLBM）の発射プラットフォームとしての任務を担っており、攻撃型より大きな船体となる傾向にある。
歴史.
弾道ミサイル原子力潜水艦はその特性上大陸間弾道ミサイル (ICBM) の固定サイロよりも発見されにくいほど秘匿性が高いが、先制攻撃の手段としてではなく攻撃を受けたあとの反撃手段・第二次攻撃手段として配備される。これはこうした潜水艦の登場は冷戦が背景にあるためである。
特徴.
以下に原子力潜水艦の特徴を示す。
原子力による駆動力の生成.
いずれにしても、原子力潜水艦では推進動力の生成のために原子力を使用する。以下は特に断りのない限り主に前者について説明し、後者は原子力ターボ・エレクトリック方式として説明する。
原子力による主機関.
原子力潜水艦中における原子炉は鉛などが組み込まれた専用の耐圧隔壁で仕切られた原子炉区画の内部に設置されている。これは人体に有害な放射線を遮蔽して船内の他の領域を安全に保つためである。原子炉区画は艦の後ろ寄りに設けられていることが多く、艦の主要な部分を占める前部とタービンや操舵機などのある後部を結ぶため、鉛などで防護された狭い通路が原子炉区画の上部や側面を貫いている。
長期間の連続潜航.