核动力巡洋舰的最大特点就是续航能力强，它可连续航行几年，绕地球数周而无须补充燃料。世界上总共建造过13艘核动力巡洋舰，其中美国建造9艘，苏联建造4艘。

美国所有核动力巡洋舰已全部退役，俄罗斯只有唯一一艘基洛夫级核动力巡洋舰——彼得大帝号在役。核动力巡洋舰是冷战的产物，随着世界格局的变化以及科技和战法的革新，核动力巡洋舰将淡出人们的视线，退出历史舞台。

美国核动力巡洋舰诞生于第二次世界大战后美苏争霸的两极格局背景。美苏双方想通过军备竞赛来战胜对手，称霸世界。

美国将海洋视为最重要的战略通道。虽然当时美国拥有世界上最强大的海军，但是苏联海军的发展势头很猛。美军不敢松懈，怕被苏联海军赶超而失去控制海洋能力。

续航力作为衡量作战舰艇的重要技术标准之一，一直备受各国海军瞩目。美国海军内部对于这种新型的动力技术是否值得在舰艇上应用，曾爆发过激烈的争论。在经过一番争论和妥协后，美国海军内部最终达成一致意见，决定建造核动力舰艇，优先建造核动力潜艇及核动力航空母舰，其次是建造核动力巡洋舰，驱逐舰以下的舰艇则暂不考虑核动力。

美国的长滩号巡洋舰是世界上第一艘核动力水面战舰。它于1961年9月建成，满载排水量为17100吨，是美国9艘核动力巡洋舰中最大的。其动力采用耐座核反应堆和两台汽轮机，共8万马力；每小时航速最高时为30节，在20节航速时续航力可达36万海里，为同级常规动力舰的60多倍。

该舰当时装备的主要武器是一座双联装黄铜骑士对空导弹发射架，两座双联装小猎犬对空导弹发射架；一座阿斯洛克反潜导弹发射架；两舷还各装两具三联鱼雷发射管；两座单管127毫米炮；舰尾载一架反潜直升机；此外还装备有先进的雷达。在当时来说，该舰装备的导弹发射系统和电子设备都是比较先进的。由于这些原因，该舰1957年时的造价高达3.3亿美元，曾一度影响了它的建造计划。

为了减少不必要的武器装备，降低造价，经过一段摸索，美国海军找到了一种比较合理的结构，先后于1962年10月、1967年5月建成了班布里奇号和特拉克斯顿号巡洋舰。这两艘舰的排水量不到9200吨，武器系统与长滩号也有所不同。特拉克斯顿号去掉了命中精度较差的黄铜骑士对空导弹发射系统，减少了一座127毫米炮，增加了两座76毫米炮。

1964年，长滩号和班布里奇号与核动力航空母舰企业号组成特混舰队，用64天时间作了一次途中不补给燃料的寰球航行。1971年，特拉克斯顿号以20多节的平均速度两次穿越印度洋，航程8600海里，创造了水面舰只历史上一次最长距离的高速航行。

1974年2月，美国第二代核动力巡洋舰加利福尼亚号服役。次年6月，南卡罗来纳号也编入舰队。两艘舰的排水量满载时约11，000吨，舰体尺度和航速与班布里奇号无多大差别，不同之处是把小猎犬对空导弹发射系统换上了更先进的MK13型舰空导弹发射系统，并且换上了一些较先进的电子设备。

1975年5月，美国最大的核动力航空母舰“尼米兹”号开始服役。为适应其战略需要，他们于1976年9月建成了新一代核动力巡洋舰弗吉尼亚号，以后又于1977、1978、1980年先后建成了得克萨斯号、密西西比号、阿肯色号，这些巡洋舰的满载排水量都在1万吨左右，核反应堆功率为10万马力，航速33节。根据里根政府的国防预算，这级巡洋舰还将继续建造。

从1978年开始，美国海军对在役的9艘核动力巡洋舰的武器系统和电子设备进行了现代化改装，在对空、攻舰、反潜等方面加强了攻防能力。例如拆除原有的对空导弹发射系统，换上了新的“标准”对空导弹发射系统，安装了更先进的四联装鱼叉舰对舰导弹发射系统。为了对付苏联的巡航导弹，长滩号和弗吉尼亚级巡洋舰上还装备了一种新型的近程反导弹武器——20毫米MK15火神/密集阵火炮。这种火炮每分钟可发射3000发，当敌方巡航导弹来袭时，发射的炮弹可组成严密的防卫网，击毁来袭的导弹，大大提高了该舰的对空近防能力。

苏联海军核动力巡洋舰同样是在第二次世界大战后逐渐发展起来的。但由于受到战后苏联海军的财力不足和执政者赫鲁晓夫的影响，苏联海军执行近海防御的战略方针，发展重点是以潜艇为重心的，水面舰艇并不受重视。

到了60年代末70年代初，苏联海军已日益壮大，战略方针开始从近海防御转向远洋进攻，舰艇发展重点从以潜艇为核心，转向大型水面舰艇和潜艇同时发展的战略。苏联核动力导弹巡洋舰正是在这一背景下发展起来的。

苏联第一代核动力巡洋舰——基洛夫级核动力导弹巡洋舰于20世纪70年代开始设计，1975年首舰基洛夫号在列宁格勒（今圣彼得堡）的波罗的海189船厂开工建造，1980年7月建成服役，至1996年前后共有4艘基洛夫级战舰顺利建成服役。它们是世界上除了大型航母之外，吨位最大、火力最强的水面舰艇，能执行对海、对空、对岸、对潜作战，具有全方位作战能力。

基洛夫级全长252米，水线长230米，宽28.5米，吃水9.1米，标准排水量1.9万吨，满载排水量24.3万吨。主动力装置由2座KN-3型压水堆和2台蒸汽轮机组成，其功率为14万马力，双轴推进，航速达到30节，续航力为1.5万海里。另外，基洛夫级舰还配备有2座燃油锅炉，它能在核动力系统发生故障时为战舰提供15节的航速。

基洛夫级舰舰体丰满，首部细长，顶端上翘；舰体最宽处到舰尾末端宽度不变，宽敞的尾部呈方形，设有飞行甲板，下方是可容纳3架直升机的机库。舰体结构为纵骨架式，核动力装置部位和核燃料舱部位都有重装甲保护。

基洛夫级舰在布局方面吸取了西方的成功经验和技术，一反过去苏联设计的舰只给人以凌乱的感觉，结构比较紧凑，布局简明，主要的反潜、防空、反舰武器几乎都布置在前部，雷达与电子设备安装在军舰的中部上层建筑上，辅助性的武器装备和直升机平台设在尾部。另外全舰的对舰、对空导弹几乎均采用垂直发射装置。

位于舰首驾驶台下方的20座垂直发射的SS-N-19毁灭级超音速反舰导弹舱和舰尾的1座130毫米全自动高平两用双管舰炮为基洛夫级舰的对舰武器。SS-N-19属于第三代超声速远程反舰导弹。它和西方现役的反舰导弹相比、具有飞行速度快、隐蔽性强、机动性好、命中率高、毁伤能力大、可布置在多种平台上等优点。基洛夫级舰上SS-N-19导弹可同时进行多枚齐射，对敌舰发动饱和攻击。舰尾的130毫米全自动高平两用双管舰炮，主要用于攻击海上和陆上目标，为登陆作战提供火力支援。基洛夫号侧重反潜。

伏龙芝号在原先“基洛夫”号安装反潜导弹发射装置的地方安装了2座4联装的SA-N-9中近程舰空导弹垂直发射装置，并在舰尾也安装了2座4联装的SA-N-9中近程舰空导弹垂直发射装置，使防空能力得到了很大提高，并用1座130毫米全自动高平两用双管舰炮，代替了2座单管100毫米高平两用舰炮，舰载电子装备也比首舰的更加先进。

1989年12月30日建成的加里宁舰在武备上与伏龙芝舰相差不大，只是取消了30毫米近防炮，安装了6座卡什坦近程防空武器系统，使全舰近程防御能力大增，该舰的电子装备是当时最新型的。

1996年新建成服役的基洛夫级最后一艘彼得大帝号，虽然在技术战术性能上与加里宁舰差不多，但它又运用了一些当今俄罗斯军用舰船的最新成果，综合作战能力是“基洛夫”级中最强的。

基洛夫舰之所以一艘比一艘先进，是因为设计人员在设计时充分考虑到舰只今后发展的需要，给舰艇预先留下了很大的改进余地，基洛夫级舰长达几十年的建造时间，使研制部门有足够的时间对设计方案进行多次改进，并能充分利用最新的研究成果来建造和装备基洛夫级舰。这也是每艘基洛夫级舰都代表了当时舰艇的最高水平的原因。

核动力巡洋舰是冷战时期的产物，随着冷战的结束，美苏海军同时面临着预算的删减等问题，使得核动力巡洋舰必须退役。

尽管核动力巡洋舰有不少优点，但仍无法改变遭遇全数淘汰的命运。战后，美国当局认为建造及维修这些军舰的成本高出其军事价值。世界上第一艘核动力巡洋舰长滩号在1961年时的造价为3.03亿美元，服役后4度添加铀原料也可能花费了同样的经费；90年代初，“南卡罗来纳”号重新添加铀原料共花费3.26亿美元。当评估舰艇服役的价值时，舰艇的建造成本、使用成本、维护成本、人员成本都需要考虑。身为美国海军的核动力巡洋舰，排水量17350吨，拥有1200名官兵的长滩号的确花费不少。

最后一项考虑要素为舰艇的作战能力，近30年来，舰上武器及电子系统均持续改良，但问题的关键在于这些舰艇需要和什么样的敌人作战？在严酷的预算删减中，只要是不再必要的舰艇均要退役。美国海军选择了将核动力巡洋舰退役，而不是花钱添加铀原料，长滩号退役只花费7000万美元，而添加铀原料则为3.3亿美元。

长滩号巡洋舰退出海军名册后遭到废弃，在取出铀原料后，被拖到华盛顿州柏雷玛顿的帕古森德海军造船厂拆除核反应炉，舰体则当废铁拍卖。

长滩号巡洋舰的退役，结束了美国海军的核动力护航舰时代。

苏联的核动力巡洋舰随着苏联的解体走向终结。经济衰弱的俄罗斯无法承担四艘基洛夫的昂贵开销，随即封存了其中三艘。唯有彼得大帝号仍在服役。

尽管俄罗斯国防部决定对苏联时期研制的基洛夫级核动力巡洋舰进行全面升级改造，以便将该级军舰打造成能够执行多种作战任务的超级海上杀手，既有能力摧毁航空母舰这样的大型海上目标，也能够有效抵御空中打击和使用战略巡航导弹攻击地面目标。但昂贵的改造费用以及处理棘手的核反应堆都使得基洛夫级舰的复出困难重重。