核电站的开发与建设开始于上世纪５０年代。１９５４年，前苏联建成电功率为５０００千瓦的实验性核电站；１９５７年，美国建成电功率为９万千瓦的希平港原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。

　　上世纪６０年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，世界各国陆续建成电功率在３０万千瓦以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明，可与火电、水电相竞争。上世纪７０年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展，目前世界上商业运行的４００多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的，称为第二代核电机组。

　　１９９０年，美国电力研究院出台了“先进轻水堆用户要求”文件，即ＵＲＤ文件，用一系列定量指标来规范核电站的安全性和经济性。欧洲出台的“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”，即ＥＵＲ文件，也表达了与ＵＲＤ文件相同或相似的看法。国际原子能机构也对其推荐的核安全法规（ＮＵＳＳ系列）进行了修订补充，进一步明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。在此基础上，世界各国开始了第三代核电技术研发。第三代核电技术始于上世纪９０年代，其安全和经济性能得到了提高，市场前景乐观，２００５年首堆工程开始建设，但尚未形成批量。

　　近年来，世界各国提出了许多新概念的反应堆设计和燃料循环方案。２０００年１月，在美国能源部的倡议下，１０个有意发展核能利用的国家派专家联合组成了“第四代国际核能论坛”（ＧＩＦ）。第四代核能系统开发的目标是要在２０３０年左右创新地开发出新一代核能系统，使其在安全性、经济性、可持续发展性、防核扩散、防恐怖袭击等方面都有显著的先进性和竞争能力；它不仅要考虑用于发电或制氢等的核反应堆装置，还应把核燃料循环也包括在内，组成完整的核能利用系统。