فيزياء المفاعلات النووية هي فرع من العلوم التي تتعامل مع دراسة التفاعل التسلسلي وتطبيقه لتحفيز معدل الانشطار النووي المضبوط في مفاعل نووي لإنتاج الطاقة. تستخدم معظم المفاعلات النووية التفاعل التسلسلي لتحفيز معدل الانشطار النووي المضبوط في المواد الانشطارية، التي تطلق الطاقة والنيوترونات الحرة على حد سواء. يتألف المفاعل من تجميع للوقود النووي (قلب المفاعل)، وعادة ما يكون محاطًا بمهدئ نيوتروني مثل الماء العادي، والماء الثقيل، والغرافيت، وهيدريد الزركونيوم، ومجهزًا بآليات مثل قضبان التحكم التي تتحكم بمعدل التفاعل.
تشتمل فيزياء الانشطار النووي على العديد من المراوغات التي تؤثر على تصميم المفاعلات النووية وسلوكها. تعرض هذه المقالة نظرة عامة على فيزياء المفاعلات النووية وسلوكها.