核電站按核反應堆使用的慢化劑和載熱劑不同，可以分為壓水堆核電站、沸水堆核電站、重水堆核電站、石墨堆核電站等幾種類型。壓水堆核電站由于其技術成熟、安全性能高是目前國際上主要堆型核電站，在多數國家和我國都是核電站首選堆型。沸水堆核電站用輕水慢化和冷卻，水在堆芯沸騰并直接產生蒸汽，是動力堆的主要堆型之一，堆性能穩定，但因中子漏失多，而需要較高濃縮度的鈾。重水堆核電站用重水作慢化劑，載熱劑用重水或者輕水，由于重水有良好的慢化性能，因此可以用天然鈾作燃料，缺點是需要大量重水，重水很貴，而且重水會蒸發，要每年添加（平均重水耗量0.8噸重水/兆瓦，即百萬千瓦重水堆一次重水800噸，每年約耗1％）。此外重水堆因設備復雜而造價貴（比壓水堆貴20％），最著名的是加拿大的CANDU堆，我國秦山三期就采用CANDU堆。石墨堆核電站用石墨作慢化劑，載熱劑用普通水的稱石墨水冷堆，用二氧化碳作載熱劑的稱為石墨氣冷堆。較早期的核電站采用這種堆型，因為這類堆體積大，而且堆內一旦斷水會發生嚴重事故，因此安全性能較差，切爾諾貝利就是用的這種石墨堆。
核電站按照其反應堆使用的核燃料的不同，又可分為熱中子堆核電站、快中子堆核電站和聚變能核電站。熱中子堆裂變主要由熱中子引起，主要使用鈾-235，鈾-233和钚-239。目前主要使用熱中子堆是因為它容易達到臨界，也容易控制。快中子堆核電站裂變主要由快中子實現，因此根本不需要慢化劑，從而堆芯體積可以很小。但由于快中子裂變的反應概率很小，所以需要高濃縮鈾-235或钚-239。快中子堆生產的核燃料可以多于消耗的核燃料，因此不僅可以發電，還可以同時生產核燃料。快中子堆核電站因為在技術上要比熱中子堆復雜，目前安全等技術還不夠成熟，還很少用于民用核電站。
核聚變能核電站目前還在研究中，技術尚不成熟，離商業應用還有很大差距。
