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原子炉の運転において、臨界または臨界状態とは、核連鎖反応が自己維持しているが成長していない状態を指します。亜臨界または亜臨界状態とは、核連鎖反応が自己維持していない状態を指します。超臨界または超臨界状態とは、核連鎖反応が自己維持し、かつ成長している状態を指します。場合によっては、あまり好ましくありませんが、臨界はより広い定義で、核連鎖反応が成長しているか否かに関わらず自己維持しているあらゆる状態（厳密な定義における臨界と超臨界を含む）を指します。[ 1 ]
反応度に関して言えば、反応度は臨界では0、未臨界では0未満、超臨界では0より大きい値となる。[ 1 ]有効中性子増倍率（Keff ）に関して言えば、Keffは臨界では1、未臨界では1未満、超臨界では1より大きい値となる。
臨界とは、原子炉の通常の運転状態であり、核燃料が核分裂連鎖反応を維持している状態である。原子炉は、各核分裂が継続的な核反応を維持するのに十分な数のニュートロンを放出するときに臨界状態に達する（そして臨界状態にあると言われる）。[ 2 ]
国際原子力機関は、最初の臨界日を原子炉が初めて臨界状態になった日と定義しています。 [ 3 ]これは原子力発電所の建設と試運転における重要な節目です。
核分裂反応では、連鎖反応を維持するために、平均して目的のエネルギーレベルの自由中性子を1個以上放出する必要があり、それぞれの自由中性子は他の原子核を見つけて核分裂を起こさなければなりません。核分裂反応で放出される中性子の大部分は、その反応直後に放出されますが、一部は核分裂生成物が崩壊する際に放出され、その平均時間は数マイクロ秒から数分後になります。これは原子力発電にとって幸運なことです。なぜなら、この遅延がなければ、「臨界状態」に達すると、核爆弾のように、1マイクロ秒未満で80世代以上の連鎖反応が起こり、人間はおろか機械でさえ反応できないほどの速さで、即座に壊滅的な事態となるからです。物理学者は、中性子束の漸進的な増加において重要な2つの点を認識しています。1つは臨界点であり、これは両方の種類の中性子生成の寄与により連鎖反応が自己持続的になる点です[4]。もう1つは即発臨界点であり、これは崩壊中性子を必要とせずに、即座に発生する「即発」中性子だけで反応が持続する点です。原子力発電所は、これら2つの反応度点の間で運転されます。即発臨界点を超えて運転された装置には、核兵器、パルス式原子炉設計（TRIGA研究炉やパルス式核熱ロケットなど）、および1961年の米国SL-1事故や1986年のソ連チェルノブイリ事故などの原子力発電所事故が含まれます。