Đề cập đến môi trường nhà máy điện hạt nhân là đề cập đến an toàn về môi trường, hệ sinh thái động thực vật, người lao động trong nhà máy và đời sống kinh tế văn hoá của những người dân và cộng đồng sống xung quanh khu vực xây dựng nhà máy trong suốt quá trình xây dựng, vận hành và đóng cửa nhà máy.

Để đánh giá tác động môi trường của nhà máy điện hạt nhân trước hết cần có những báo cáo đánh giá tỉ mỉ, kỹ lưỡng về chuyên ngành của các nhà khoa học để qua đó đưa ra những kết luận và khuyến cáo đối với các cơ quan chính phủ về những lợi ích cũng như khả năng ảnh hưởng của NMĐNT đối với môi trường, với hệ sinh thái cũng như đối với con người. Trong đó, những tác nhân gây ra rủi ro khi vận hành nhà máy như bão lụt, động đất, sóng thần, lốc xoáy... phải là những yếu tố được tính đến khi thiết kế xây dựng và vận hành nhà máy.

An toàn đối với nhà máy điện hạt nhân liên quan đến việc an toàn vận hành và hạn chế thấp nhất các nguồn phóng xạ có khả năng rò rỉ ra ngoài, hoặc phát tán vào môi trường. Thông thường, trong quá trình hoạt động NMĐNT bao giờ cũng kèm theo sự phát thải phóng xạ ra môi trường xung quanh. Lượng chất thải phóng xạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Kiểu lò phản ứng, công nghệ xử lý chất thải phóng xạ, thiết bị...

Trong NMĐNT thì mọi khâu của quá trình vận hành đều rất quan trọng; được thiết kế theo những quy trình công nghệ đặc biệt, hết sức chặt chẽ, nghiêm ngặt nhằm ngăn ngừa và phòng tránh mọi sự cố có thể xảy ra trong quá trình vận hành bảo dưỡng cũng như dừng lò của nhà máy.

Đối với NMĐNT, các nguồn tiềm ẩn rò rỉ hoặc phát tán phóng xạ là: Các tạp chất thải ra từ chất tải nhiệt; rò rỉ phóng xạ từ các thanh nhiên liệu hạt nhân (các thanh nhiên liệu chưa và đã qua sử dụng)

Công nghệ và chu trình hoạt động của NMĐNT đặc biệt quan trọng đối với việc vận hành an toàn của nhà máy. Trải qua quá trình phát triển hơn 50 năm, hiện nay trên thế giới có trên 10 loại lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động, trong đó có 3 loại lò phổ biến nhất đang được áp dụng rộng rãi, đó là:

- Công nghệ lò phản ứng hạt nhân nước sôi (BWR): Có 94 lò, chiếm 21,3%.

- Công nghệ lò phản  ứng hạt nhân áp lực (PWR): Có 268 lò, chiếm 60,8%.

- Công nghệ lò CANDU (Canada deuteriums Uranium): Có 40 lò chiếm 9,1%.

- Các loại lò phản ứng khác: Chiếm 8,8%

(Nguồn: Nuclear Engineering International Handbook 2005)

Đối với mỗi kiểu lò phản ứng khác nhau đều có những quá trình công nghệ tương ứng nhằm sử dụng tối đa nhiệt lượng sinh ra trong lò phản ứng hạt nhân cấp cho các turbin máy phát điện. Những thành phần chung của lò phản ứng hạt nhân trong NMĐNT gồm:

- Nhiên liệu hạt nhân: Thường sử dụng các viên Oxit uranium (UO2) được đặt trong các ống dưới dạng các thanh nhiên liệu. Những thanh nhiên liệu được đưa vào tâm lò phản ứng hạt nhân.

- Chất làm chậm: Đây là vật liệu có tác dụng làm chậm các hạt neutron nhanh thoát ra trong quá trình phân rã, các hạt neutron này là tác nhân trong các phản ứng phân rã hạt nhân. Chất làm chậm thường được sử dụng là nước nặng hoặc chất grafit.

- Thanh điều khiển: Những thanh này được chế tạo từ những vật liệu hấp thụ neutron như Cadmium, Hafnium hoặc Boron và được lắp xen kẽ hoặc cùng với thanh nhiên liệu để điều khiển mức độ của phản ứng hoặc dừng lò.

- Chất tải nhiệt: Dùng chất lỏng hoặc gas tuần hoàn để dẫn nhiệt từ tâm lò phản ứng đi ra. Trong lò phản ứng nước nhẹ, chức năng của chất làm chậm tương tự như chất làm lạnh.

- Lò áp lực và ống áp lực: Thường được chế tạo bằng loại thép đặc biệt chịu lực bao quanh tâm lò phản ứng, các chất làm chậm, chất tải nhiệt, nhưng cũng có thể là các loại ống chứa nhiên liệu và vận chuyển chất làm lạnh qua chất làm chậm.

- Thiết bị sinh hơi: Là một phần của hệ thống làm lạnh, ở đây nhiệt từ lò phản ứng hạt  nhân tạo thành hơi nước để cấp cho Turbin.  

- Lò bảo vệ: Là phần được xây dựng bao quanh tâm lò phản ứng hạt nhân bảo vệ sự xâm nhập từ bên ngoài vào cũng như ảnh hưởng của phóng xạ hạt nhân trong trường hợp có sự cố ở bên trong. Thông thường lò bảo vệ được xây bằng tường bê tông đặc biệt có chiều dày hàng mét và có lớp thép  bảo vệ.

Hầu hết các lò phản ứng hạt nhân đều phải ngừng khi thay nhiên liệu, nắp lò có thể mở ra được. Thông thường khoảng 1-2 năm phải thay nhiên liệu một lần, mỗi lần có thể thay mới  từ một đến  ba  phần tư số thanh nhiên liệu. Đối với loại lò CANDU hay RBMK (lò graphit nước nhẹ) loại ống chịu áp lực thì có thể nạp nhiên liệu khi có tải bằng cách tách riêng rẽ các ống áp lực.