Uma reação em cadeia nuclear é uma série de reações de fissão em que os produtos se tornam as forças motrizes para outras reações em cadeia. Este tipo de reação gera forças construtivas na forma de energia utilizável e forças destrutivas no forma de explosão.
O princípio básico de uma reação em cadeia nuclear é a fissão. O processo de fissão envolve a divisão do núcleo de um átomo em núcleos menores e geralmente mais estáveis. A fissão nuclear é um processo exotérmico que libera uma enorme quantidade de energia que é aproveitada para a geração de energia elétrica.
Uma reação em cadeia nuclear pode ocorrer em um ambiente controlado, como uma usina nuclear, ou em um ambiente não controlado, como o interior de uma bomba atômica. A primeira reação em cadeia nuclear sustentada foi demonstrada pelo físico italiano Dr. Enrico Fermi em 2 de dezembro de 1942 na Universidade de Chicago. Essa conquista científica levou ao desenvolvimento da bomba atômica em 1945.
O átomo de ocorrência mais comum que sofre uma reação em cadeia nuclear é o isótopo de urânio-235. Quando o átomo absorve um nêutron de baixa energia, às vezes chamado de "nêutron lento" ou "nêutron térmico", o núcleo do urânio-235 se divide em dois fragmentos, emitindo três nêutrons no processo. Os três nêutrons são então capturados por outros núcleos atômicos de urânio-235 para produzir uma reação em cadeia. No entanto, nem todos os nêutrons que são absorvidos por um átomo podem desencadear o processo de fissão.