Okamžité neutrony vznikají do 10−14 sekundy od okamžiku štěpení. V případě, že jaderný reaktor dosáhne kritičnosti na okamžitých neutronech, probíhají následné změny výkonu ve zlomcích sekundy a jsou tedy neregulovatelné pomocí běžných řídicích systémů. Při použití paliva 235U nastává kritičnost na okamžitých neutronech při kef=1,007. U energetických reaktorů se tedy jedná o jeden ze zakázaných stavů, jehož dosažení musí řídicí sytém zabránit za všech podmínek. Cílené dosažení takového stavu je možné u některých typů výzkumných reaktorů, jako jsou reaktory typu TRIGA, kde však v tomto případě vlivem teplotních zpětných vazeb dojde k rychlému zastavení štěpné řetězové reakce a nedojde tak k poškození reaktoru. Kritičnost na okamžitých neutronech také nastala v průběhu Černobylské havárie.