Критическая масса влияет на ядерную цепную реакцию следующим образом:

• Если масса вещества ниже критической, то слишком много нейтронов, необходимых для реакции деления, теряется, и цепная реакция не идёт. 1
• При массе больше критической цепная реакция может лавинообразно ускоряться, что приводит к ядерному взрыву. 1
• Если масса образца соответствует критической, протекает управляемая цепная реакция. 2

Критическая масса зависит от размеров и формы делящегося образца, так как они определяют утечку нейтронов из образца через его поверхность. 1 Минимальную критическую массу имеет образец сферической формы, так как площадь его поверхности наименьшая. 1

Также критическая масса зависит от химического состава образца. 1 Отражатели и замедлители нейтронов, окружающие делящееся вещество, могут существенно снизить критическую массу. 1