Zincirleme reaksiyonun gerçekleştiği basınçlı su reaktöründe, yakıt çubukları uranyum-235 ve uranyum-238'den oluşan yakıt peletlerinden oluşur. Bu çubuklar, su ile dolu bir reaktör içinde yer alır. Fisyon reaksiyonlarının gerçekleşmesi için nötronlara ihtiyaç duyulur. Reaktör başlangıcında, birkaç nötron serbest bırakılır ve bu nötronlar uranyum elementleri tarafından yakalanarak fisyon reaksiyonunu tetikler. Bir nötronun uranyum çekirdeğiyle reaksiyona girmesi sonucunda yaklaşık olarak iki nötron daha serbest kalır ve diğer çekirdeklerle tepkimeye girerek zincirleme reaksiyon oluşur.

Bu fisyon reaksiyonlarından kaynaklanan enerji ısı olarak açığa çıkar. Oluşan ısı enerjisi, reaktörde bulunan suya transfer edilir. Tipik bir basınçlı su reaktöründe basınç 15 MPa seviyesindedir. Su, reaktör içindeki yüksek basınç nedeniyle kaynamaz. Birincil soğutma suyu döngüsündeki suyun devir daimi reaktör soğutma pompalarıyla sağlanır. (Birincil Soğutma Suyu Döngüsü)

Buharın kalitesi, içerisindeki su oranının düşük olmasıyla belirlenir. Daha kuru buhar, türbin kanatları üzerindeki olumsuz etkileri minimize eder. Eğer buhar içerisindeki su oranı yüksekse, su damlacıkları türbin kanatlarına çarparak erozyona ve aşınmaya neden olabilir. Ayrıca, buhar içerisindeki yüksek su oranı, enerji sistemlerinde etkinliği azaltabilir ve işletme verimliliğini düşürebilir. Kalitesi arttırılmış olan buhar, türbinin kanatçıklarını döndürerek kinetik enerjiye dönüşür. Bu dönme hareketi, bağlı bir jeneratör aracılığıyla elektrik enerjisi üretmek için kullanılır. (İkincil Buhar Döngüsü)

Buhar türbinden geçtikten sonra, soğutma kuleleri veya deniz/nehir gibi kaynaklardan sağlanan soğutma suyu kullanılarak kondenserde tekrar su haline dönüştürülür (Üçüncül Döngü). Bu soğutma işlemi sonucunda su, tekrar reaktöre geri gönderilir ve döngü tamamlanmış olur. Bu şekilde basınçlı su reaktörü, güvenli ve verimli bir şekilde nükleer enerji üretimi sağlar.