A kifejezés azt jelenti, hogy az atomreaktor működőképes állapotban van, tehát az önfenntartó láncreakció külső neutronforrás nélkül valósul meg. A reaktorban lévő hasadóanyagban a neutronok ütközése következtében fejlődik hő. A tökéletes működés csak egy szűk neutron-intenzitás tartományban valósul meg, az alsó határ alatt a reakció leáll, a felső határt meghaladva pedig veszélyesen megszalad, ahogy az például a csernobili balesetben is történt. A kritikus állapot azt jelenti, hogy minden atommag hasadásából származó 2-3 neutron közül átlagosan egy hoz létre újabb maghasadást. A reaktor „normális” működése közben mindvégig kritikus állapotban van.