自1951年12月美國實驗增殖堆1號（EBR-1）首次利用核能發電以來，世界核電至今已有50多年的發展歷史。縱觀核電發展歷史，核電站技術方案大致可以分四代，即：
第一代核電站
核電站的開發與建設開始于上世紀50年代。1954年，前蘇聯建成電功率為5兆瓦的實驗性核電站；1957年，美國建成電功率為9萬千瓦的原型核電站，這些成就證明了利用核能發電的技術可行性。國際上把上述實驗性和原型核電站稱為第一代核電站。
第二代核電站
上世界60年代后期，在實驗性和原型核電站基礎上，陸續建成電功率在30萬千瓦的壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核電站，進一步證明了核能發電技術的可行性。上世紀70年代，因石油漲價引發的能源危機促進了核電的大發展。目前世界上商業運行的400多座核電站中絕大部分是在這段時期建成的，習慣上稱之為第二代核電站。我國運行的核電站和大部分在建的核電站屬第二代或第二代改進型核電站。
第三代核電站
上世紀90年代，為了解決三哩島和切爾諾貝利核電站的嚴重事故的負面影響，世界核電業界集中力量對嚴重事故的預防和緩解進行了研究和攻關，美國和歐洲先后出臺了“先進輕水堆用戶要求”文件（URD）和“歐洲用戶對輕水堆核電站的要求”（EUR），進一步明確了預防與緩解嚴重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。國際上通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機組稱為第三代核電站。我國購買美國技術的AP1000及在對AP1000技術基礎上改進的CP1000核電技術都屬于第三代核電技術，這些核電技術采用非能動的安全措施，可以在發生核事故時，無需外部電源即可實現核反應堆的停堆和冷卻。我國目前在建的核電站中不少是采用該技術。
第四代核電站
2000年1月，在美國能源部的倡議下，美國、英國、瑞士、南非、日本、法國、加拿大、巴西、韓國和阿根廷等十個有意進一步發展核能的國家，聯合組成了“第四代國際核能論壇”（GIF），并于2001年7月簽署了合約，約定共同合作研究開發第四代核能技術。根據設想，第四代核能方案的安全性和經濟性將更加優越，廢物量極少，無需廠外應急，并具備固有的防止核擴散的能力。高溫氣冷堆，熔鹽堆和鈉冷快堆就是具有第四代特點的反應堆。
總體來說，第一代核電站為原型堆，其目的在于驗證核電設計技術和商業開發前景；第二代核電站為技術成熟的商業堆，目前在運的核電站絕大部分屬于第二代核電站；第三代核電站為符合URD或EUR要求的核電站，其安全性和經濟性均較第二代有所提高，屬于未來發展的主要方向。從核電發展總趨勢來看，中國核電發展的技術路線和戰略路線早已明確并正在執行，當前發展壓水堆，中期發展快中子堆，遠期發展聚變堆。具體地說就是，近期發展熱中子反應堆核電站；為了充分利用鈾資源，采用鈾钚循環的技術路線，中期發展快中子增殖反應堆核電站；遠期發展聚變堆核電站，從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。
