原子炉では炉心でウラン、プルトニウム等の核分裂反応によって発生する熱を外に取りだし、核分裂反応を安定且つ定常的に継続させている。この熱を炉心から炉外に取り出すための媒体を冷却材（正しくは原子炉冷却材）という。発電用原子炉では、この取り出した熱が発電機のタービンをまわすエネルギー源である。冷却材は、原子炉の炉型によって異なり、軽水炉では軽水（普通の水）、重水炉（例えば、ふげん）では重水、ガス炉（例えば、東海１号炉）では炭酸ガス、また高速炉（例えば、発電炉ではないが、常陽）ではナトリウム金属を用いている。