核动力装置主要用于大型军舰和潜艇。1946年美国海军首先开始了核动力用于舰艇的研究，重点研究和发展了核潜艇用的反应堆。1954年第一艘核动力潜艇“舡鱼”号建成，1958年以后，以“飞鱼”号为模式建造了一批鱼雷攻击型的核潜艇。各国在建造核动力潜艇的同时，还研究了各种核动力水面舰船。首先是苏联于1959年建成“列宁”号原子破冰船，以后又建造了“北极”号、“西伯利亚”号等多艘原子破冰船。美国建造了第一艘核动力客货船“萨凡娜”号。

无论民用还是军用的船舶核动力装置，它们的组成原理是一样的，即通过核燃料的核裂变产生能量，经蒸汽发生器产生蒸汽推动汽轮机做功，进而驱动推进器工作，船用核动力装置（压水型）一般由反应堆、一回路系统、二回路系统、电力系统、推进轴系几大部分组成。反应堆是核船的主动力源。可控裂变反应在其中进行，通过冷却剂将热能载出。一回路系统是由完全相同的、各自独立且相互对称、平行而并联在反应堆压力壳接管上的密闭环路。二回路系统是将蒸汽的热能转换为机械能或电能的装置。轴系，是将饱和蒸汽轮机齿轮机组的机械能或者是将饱和蒸汽轮机发电机组的电能，传递给螺旋桨，以推进船舶前进的装置。

舰船使用核动力具有突出的优点：速度快、续航力强（一般主要受人员及生活供给的限制）、核燃料的质量与整个装置的质量比例减少，提高了船舶的有效载荷。对于水下潜艇，核动力反应堆不需要大量空气就可以长期在海底航行。

由于舰船的空间和质量有限，为提高船舶的有效载荷、航速和机动性能，要求核动力装置体积小而轻，动力设备布置紧凑。同时，因舰船长期在海洋环境中工作，要求核动力系统、设备、操纵机构等能在摇摆、冲击和振动条件下稳定可靠地工作。另外，由于舰船的机动性特点，核动力装置需频繁地改变功率，且航行中运行工况变化也较大。同时，由于舰船上工作人员、活动场所较小，运行条件恶劣，对整个运行管理增加了难度。此外，舰船在海洋上可能会遭到碰撞、触礁、着火、爆炸等意外事件。为保证在沉没事故下不发生核污染事故，舰船核动力装置必须设置有效的安全防护措施，确保核安全。