沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。沸水堆与压水堆同属轻水堆，都具有结构紧凑、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。它们都需使用低富集铀作燃料。
沸水堆核电厂其工作原理是核燃料棒在反应堆堆芯发生可控的链式反应，产生大量热量；这些热量传递给反应堆压力容器内的水，水被加热后产生蒸汽，直接推动蒸汽涡轮发电机产生电能。这个回路里的水，在反应堆运转后是沸腾的，蒸汽通过涡轮发电机后需要进入一个凝汽器，凝汽器引入海水进行冷却。
沸水堆与压水堆相比，属于单循环反应堆，沸水产生的蒸汽用来直接推动汽轮机，不像压水堆那样有蒸汽发生器隔离。万一发生故障，蒸汽里就带有放射性物质，设计上的安全性较弱。