Den drei Schutzzielen „Kontrolle der Reaktivität“, „Kühlung der Brennelemente“ und „Einschluss radioaktiver Stoffe“ dient eine Reihe von Sicherheitssystemen. Einige der wichtigsten für das erste Schutzziel sind nachfolgend kurz aufgeführt.

Sicherheitssysteme sind grundsätzlich der Sicherheitsebene 3 zugeordnet. Ein zentrales Sicherheitssystem ist das Reaktorschutzsystem. Wie der Name schon ausdrückt, schützt es den Reaktor bei Störfällen, die nicht durch die Sicherheitsebene 2 abgefangen werden können.

Gemäss Auslegung soll ein Kernkraftwerk Störfälle, die aufgrund der Erfahrung während der Lebensdauer zu erwarten oder nach menschlichem Ermessen nicht auszuschliessen sind, soweit beherrschen, dass keine schwerwiegenden Auswirkungen in ihrer Umgebung auftreten. Diese Ereignisse werden unter dem Sammelbegriff Auslegungsstörfälle zusammengefasst.

Im Normalbetrieb wird durch Regelsysteme sichergestellt, dass alle Betriebsparameter im zulässigen Betriebsband liegen. Falls Störungen in der Anlage auftreten, sollen diese möglichst durch ein selbstregulierendes Anlageverhalten oder durch automatische Regeleingriffe aufgefangen werden.

Mit den Betriebssystemen wird im Leistungsbetrieb die im Reaktor nuklear erzeugte Wärme direkt oder indirekt als Dampf an die Turbine abgegeben. Die Turbine treibt einen Generator an, der dann die elektrische Energie erzeugt.

Ein sicherer Betrieb ist zur Gewährleistung eines möglichst geringen Anlagenrisikos entscheidend. Um Betriebsstörungen zu vermeiden, werden bei der Auslegung und beim Betrieb eines Kernkraftwerks eine Reihe von Massnahmen getroffen.