Принцип работы ядерного двигателя заключается в том, что энергия, возникающая при ядерной реакции распада или синтеза, нагревает рабочее тело (чаще всего, водород или аммиак). 3

Традиционный двигатель этого типа состоит из нагревательной камеры с ядерным реактором как источником тепла, системы подачи рабочего тела и сопла. 12

Рабочее тело подаётся из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. 12

Существуют различные конструкции ядерных двигателей: твердофазный, жидкофазный и газофазный — соответствующие агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора — твёрдое, расплав или высокотемпературный газ (либо даже плазма). 2