核反应是指入射粒子与原子核（称靶核）碰撞导致原子核状态发生变化或形成新核的过程。这些入射粒子包括高能质子、中子、射线、氘核、粒子或其他核粒子。核反应遵守核子数、电荷、动量和能量守恒定律。例如：用中子去轰击铀-235可导致其裂变为2～3个中等质量的原子核和2个以上新的中子，并释放出原子核内的巨大能量。与此同时，这些新产生的中子又会引发新的原子核发生裂变，并持续不断的进行下去，这种反应过程称为链式裂变反应。通过科学的方法是可以使这种释放出巨大能量的链式反应变得连续、缓慢和可控，并将能量转化为电能；多个较轻的原子核处于高温、高压和高密度的条件下，也可以发生核反应聚合成较重的原子核，并释放出能量，这就是聚变反应。例如：两个氘核可以聚变为氦核，聚变反应也可用于核能发电；此外，用入射粒子，如中子，去轰击一个不具有放射性的原子核，可以产生某种新的原子核，这种新的原子核往往具有放射性，这就是放射性同位素的生产，如用中子轰击钴-59可以生产放射性同位素钴-60。
