Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti atom menjadi 2 bagian yang hampir sama. Bom atom dibuat berdasarkan reaksi fisi.  Pada reaksi fisi selain dihasilkan inti yang baru juga dihasilkan partikel lainnya seperti elektron, proton, netron dan lain-lain. Partikel-partikel yang dihasilkan dalam pembelahan inti atom berikutnya sehingga terjadi reaksi berantai. Reaksi berantai yang tidak terkendali dalam waktu yang singkat akan menghasilkan energi yang sangat melimpah sebagai hasil dari perubahan massa menjadi energi (E = mc²). Jadi bom atom meledak dengan kekuatan yang dahsyat sebab sebagian massa bom diubah menjadi energi.

Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir. Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sangat berbahaya bagi manusia.

Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir.

Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium (terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).

Untuk menghasilkan reaksi fisi, kita harus mempunyai material yang dapat membelah. Kita sebut material ini sebagai bahan bakar. Selanjutnya agar dapat membelah, harus ada pemicunya, yang dalam hal ini adalah neutron. Secara umum reaksi fisi dapat kita tuliskan seperti ini

Di formulasi di atas,  adalah material bahan bakar,  adalah neutron yang menyebabkan terjadinya reaksi fisi,  dan  adalah material yang dihasilkan dari reaksi fisi, atau dikenal dengan istilah produk fisi,  adalah anti-neutrino dan  adalah energi yang dihasilkan dari reaksi fisi.

Telah dikemukakan sebelumnya bahwa terdapat empat tipe umum reaksi nuklir, yaitu reaksi fisi, reaksi fusi, transmutasi inti dan peluruhan radioaktif. Dari empat tipe reaksi nuklir tersebut, reaksi fusi dan reaksi fisi adalah dua reaksi nuklir yang cukup dikenal karena aplikasinya yang sangat fenomenal di bidang militer pada saat perang dingin antara USA dan Uni Soviet.

Reaksi fisi nuklir adalah proses reaksi nuklir yang terjadi karena inti atom terbelah menjadi partikel-partikel inti yang lebih ringan karena tertumbuk oleh partikel inti lain. Reaksi fisi merupakan reaksi nuklir eksotermis yang akan menghasilkan partikel inti yang lebih ringan (sering disebut produk fisi), beberapa partikel neutron, gelombang elektromagnetik dalam bentuk radiasi sinar gamma, dan sejumlah energi. Gambar disamping ini melukiskan proses reaksi fisi dari inti atom uranium-235 yang tertumbuk oleh sebuah neutron dengan kecepatan rendah (neutron kecepatan rendah sering disebut sebagai neutron termal). Reaksi fisi uranium-235 menghasilkan produk fisi berupa barium-141 dan kripton-92, tiga buah neutron cepat (masing-masing neutron memiliki energi kinetik ~2 MeV), dan sejumlah energi.

Produk fisi dari reaksi fisi uranium-235 bisa saja tidak berupa barium-141 dan kripton-92, tetapi barium-144 dan kripton-90, atau zirkonium-94 dan telurium-139.