核動力推進，目前主要用於核潛艇、核航空母艦和核破冰船。核能在軍事上有很大優越性。正因為核動力推進有如此大的優越性，故幾十年來全世界己製造的用於艦船推進的核反應堆數目已達數百座、超過了核電站中的反應堆數目(當然其功率遠小於核電站反應堆)。
現在核航空母艦、核驅逐艦、核巡洋艦與核潛艇一起，已形成了一支強大的海上核力量。
核裂變反應堆按照不同的核裝料和核裝料所處的狀態可以分為不同的類型。目前，世界各國核潛艇上的核反應堆主要是壓水堆。正在研究的堆型有氣冷堆、快中子堆、熔鹽堆等。所謂壓水堆，主要是指以普通水為導熱介質，使這些水處於高壓狀態的核反應堆。
核潛艇的核燃料，一般都是經高溫燒結的圓柱形二氧化鈾陶瓷塊，即燃料芯塊。其堆芯周圍充滿了作為慢化劑和冷卻劑的水，而且還有一層反射層，以便能夠傳遞熱量並將堆芯泄漏出的中子反射給堆芯，以提高核反應的效率。這些材料都裝在一個耐高壓、高溫的壓力殼內，構成了核潛艇的核反應堆艙。
根據核反應堆的工作原理，如果改變堆內的中子數和中子密度，就可以改變核反應的劇烈程度，從而改變核反應堆的功率。核潛艇是用控制棒和化學控制兩條途徑來控制核反應堆反應速度的，從而使核潛艇做到快慢自如。
若想使核反應堆停堆，只需將控制棒完全插入堆芯中即可。這樣，由於控制棒吸收了大量中子，堆芯就會由於中子數量不足而使裂變反應難以為繼，核反應自然就會減弱或停止運行了。
反應堆最關鍵的系統是堆芯，堆芯的關鍵是燃料元件。堆芯裂變產生能量，反應堆要做的事情，就是把堆芯的能量帶出來。此外，核反應堆和鍋爐還有一個很大的不同。鍋爐你把火熄滅之後，它就不再產生能量了，而反應堆即使在關閉的時候，它的元素衰變也產生能量，這就是反應堆的剩餘功率。剩餘功率對於反應堆來說是最危險的。反應堆裂變停止以後，冷卻系統不能停。萬一冷卻系統發生事故，那就會把反應堆燒了，造成嚴重後果。這就是核動力和常規動力最大的不同點。
核潛艇反應堆裡面技術難度最大、研製周期最長、要求最高的就是燃料元件。作為燃料元件的研究，必須要有一些基本條件。核材料的基幹結構是二氧化鈾。此外就是水怎樣冷卻，出了事故以後，如何把反應堆的熱量帶走。在出故障的時候，仍然要保持對反應堆的控制。
為了確保反應堆和潛艇的安全，核潛艇必須有一個核安全保證系統。萬一管子破了怎么辦？需要應急冷卻系統。控制棒卡住了怎么辦？需要有應急系統。為了確保全全，控制棒要有冗餘，要保證有一組控制棒卡住的時候，其餘的控制棒仍然可以控制反應堆。
理論上來說，核潛艇的反應堆也是適合於水面艦艇的，兩者的原理相同，水面艦艇上的空間比潛艇更充裕。法國核反應堆存在的問題，是它的移植還不夠正規。美國航母所用的核反應堆，結構上與核潛艇堆是相似的，但做了放大。
