กล่าวอย่างกว้างๆ ส่วนกำเนิดพลังงานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ประกอบด้วยเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ น้ำที่ใช้ระบายความร้อน รวมทั้งเป็นสารหน่วงนิวตรอนด้วย ถังปฏิกรณ์ความดันสูง ระบบควบคุมปฏิกิริยา ระบบควบคุมความปลอดภัยที่จะช่วยป้องกันและแก้ไขในกรณีเกิดเหตุฉุกเฉิน และระบบผลิตไอน้ำ
เชื้อเพลิงยูเรเนียมที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยปกติจะมีความเข้มข้นของยูเรเนียม-๒๓๕ ประมาณร้อยละ ๒ - ๔ (ที่เหลือเป็นยูเรเนียม-๒๓๘ ซึ่งไม่สามารถ เกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้ในสภาวะของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไป) ในรูปออกไซด์ของยูเรเนียม ซึ่งได้มาจากการถลุงแร่ยูเรเนียมที่มีอยู่ใน ธรรมชาติ (ไอโซโทปยูเรเนียมที่มีอยู่ในธรรมชาติประกอบด้วยยูเรเนียม-๒๓๕ ประมาณร้อยละ ๐.๗ และเป็นยูเรเนียม-๒๓๘ ประมาณร้อยละ ๙๙.๒๗ ที่เหลือเป็นยูเรเนียม-๒๓๔ ปริมาณน้อยมาก) แล้วนำไปผ่านกระบวนการเสริมสมรรถนะให้มีปริมาณ ยูเรเนียม-๒๓๕ มากขึ้น หลังจากที่ทำให้อยู่ในรูปของออกไซด์แล้ว จะถูกทำให้เป็นเม็ดเล็กๆบรรจุภายในแท่งโลหะผสมของเซอร์โคเนียม ซึ่งนำมารวมกลุ่มกันเป็นมัดเชื้อเพลิงประกอบกันเป็นแกนปฏิกรณ์ภายในถังปฏิกรณ์ที่ทนความดันสูง
ภายในถังปฏิกรณ์มีน้ำที่อยู่ภายใต้การควบคุมความกดดันบรรจุอยู่ เพื่อใช้เป็นตัวระบายความร้อนออกจากแท่งเชื้อเพลิงโดยตรง และยังใช้ประโยชน์เป็นตัวหน่วงความเร็วของนิวตรอนด้วย เพื่อให้นิวตรอนที่เกิดขึ้นมีความเร็วพอเหมาะที่จะเกิดปฏิกิริยาต่อไปได้
ปฏิกิริยาฟิชชันในเชื้อเพลิงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้นควบคุมได้โดยใช้แท่งควบคุม ซึ่งเป็นสารที่มีคุณสมบัติพิเศษในการดูดจับอนุภาคนิวตรอน เช่น โบรอนคาร์ไบด์ ทำหน้าที่ควบคุมให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์เพิ่มขึ้น หรือลดลงตามที่ต้องการ โดยเฉลี่ยแท่งควบคุมจะเข้าออกภายในแกนปฏิกรณ์ตามแนวขึ้นลง เพื่อดูดจับอนุภาคนิวตรอนส่วนเกิน
