En oppstår når en kjernereaksjon fører til et gjennomsnitt av en eller flere kjernefysiske reaksjoner, og dermed fører til selv-formerende antall av disse reaksjonene. Den konkrete kjernereaksjonen kan være fisjoner av tunge isotoper (f.eks U) eller fusjon av lette isotoper (f.eks H og H). Den nukleære kjedereaksjonen er unik siden den frigjør flere millioner ganger så mye energi per reaksjon enn noen kjemiske reaksjoner.