压水反应堆（Pressurized Water Reactor，缩写为PWR）是美国贝蒂斯原子能实验室（Bettis Atomic Power Laboratory）开发成功的一种轻水核反应堆。

压水堆核电厂主要由核岛和常规岛组成。核岛中的四大部件是反应堆本体、蒸汽发生器、稳压器和主泵。在核岛中的设备系统主要有压水堆本体、一回路系统，以及支持一回路系统正常运行和保证反映堆安全而设置的辅助系统。常规岛主要包括汽轮机组及二回路等系统，其形式与常规火电厂类似。

压水反应堆利用轻水（普通水H2O）作为冷却剂和中子慢化剂。其冷却系统由两个循环回路组成。一回路连接着堆芯和二回路中的蒸汽发生器，回路内压强保持在150个大气压左右，在此压强下可将冷却水加热至约343℃而不沸腾。冷却水在二回路蒸汽发生器的传热管中将压强约为70个大气压左右的二回路水加热至沸腾（温度约260℃），形成的水蒸气（过滤掉混杂的液态水后）再通过二回路送至汽轮机，推动涡轮发动机运转。在传热管中释放了热能的一回路水以290℃左右的温度回流至堆芯，完成一回路循环。从汽轮机流出的二回路水经冷凝器凝结为液态水后，回流至蒸汽发生器，完成二回路循环。

反应堆堆芯位于压力壳内，由排列为方形的燃料组件组成。燃料一般是富集程度在2%～4.4%的烧结二氧化铀。 和沸水反应堆相比，压水堆堆芯体积更小，堆芯的功率密度较大（大型压水堆的堆芯功率密度可达100千瓦/升），压水堆的发电效率约为33%；但由于堆芯中的工作压力和温度都较沸水堆高，因此对反应堆材料性能的要求也较沸水堆更高。

压水堆是核潜艇使用最多的堆型，原理是：由核反应堆中的铀—235核燃料进行链式核反应并产生高温，高温把核反应堆内密闭循环的纯净水“煮开”变为蒸汽后，经喷嘴加速变为蒸汽流推动汽轮机运转。汽轮机的转速经过减速齿轮减速后带动螺旋桨。能量转换全过程大致为：核能→热能→机械能→动能。

核能产生于核反应堆中的铀原子核裂变，当铀原子核连续裂变时（称“链式反应”），会产生巨大的热能。核反应堆的作用就好比是我们都很熟悉的锅炉，不过锅炉里的水一般是用火加热的，而核反应堆里的水是用核燃料“加热”的，所以过去也把核反应堆俗称为“原子锅炉”。

核动力装置通常由一回路和二回路组成，它们都是密闭的循环回路。一回路由主冷却剂系统和各种辅助系统组成，主冷却剂系统包括核反应堆、主冷却剂泵、蒸汽发生器、稳压器等设备。一回路里的高温高压纯净水被核燃料加热后，由主冷却剂泵推动，经蒸汽发生器把热量传导给二回路水，使之变为蒸汽，然后一回路里被冷却的水再次返回核反应堆里，继续把核燃料产生的热量带出来，并慢化中子参与链式核反应。所以一回路里的水被称为冷却剂和慢化剂。核燃料释放的热量多少，是由控制棒来调节的。

二回路里，前半部分流动的是被一回路加热后的蒸汽，后半部分流动的是被冷凝器冷却后的水。一二回路的交会处是蒸汽发生器，二回路的水在蒸汽发生器里被加热后变成饱和蒸汽用来驱动汽轮发电机，提供电源。

全世界核电站、核潜艇和核动力航空母舰等使用的反应堆中均以压水堆为主，截至2000底，全世界有258座运行中的反应堆，占总数的64.6%。中国已建成的秦山核电站一二期工程、大亚湾核电站、田湾核电站、岭澳核电站均采用压水反应堆。到2014年预计中国将新建大连红沿河核电站、山东海阳核电站、三门核电站、福清核电站、宁德核电站、阳江核电站。

法国从2007年12月开始修建弗拉芒维尔压水反应堆，曾于2010年和2011年两度宣布推迟该反应堆的交付日期。工程延期也导致建造成本一再提高，2011年，法国电力公司将造价从33亿欧元调整至60亿欧元左右。欧洲压水反应堆是由法国法马通公司和德国西门子公司联合开发的渐进型反应堆，与最近建设的核电机组没有技术断代，是最新一代的压水核工业反应堆。压水反应堆又被称为第三代核反应堆，是先进的轻水堆，它具有三大优势：造价和运营成本相对低、安全性能相对高以及产生的放射性物质相对少。

史上著名的三哩岛核泄漏事故就是压水反应堆，主因为当年的科技并未全面电脑化，很多人为操纵的过程中出现疏失，而刚好数个疏失同时发生。