自1951年12月美国实验增殖堆1号（EBR-1）首次利用核能发电以来，世界核电至今已有50多年的发展历史。纵观核电发展历史，核电站技术方案大致可以分四代，即： 
第一代核电站
核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。1954年，前苏联建成电功率为5兆瓦的实验性核电站；1957年，美国建成电功率为9万千瓦的原型核电站，这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电站称为第一代核电站。 
第二代核电站
上世界60年代后期，在实验性和原型核电站基础上，陆续建成电功率在30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电站，进一步证明了核能发电技术的可行性。上世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的大发展。目前世界上商业运行的400多座核电站中绝大部分是在这段时期建成的，习惯上称之为第二代核电站。我国运行的核电站和大部分在建的核电站属第二代或第二代改进型核电站。
第三代核电站
上世纪90年代，为了解决三哩岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响，世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台了“先进轻水堆用户要求”文件（URD）和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”（EUR），进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。国际上通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电站。我国购买美国技术的AP1000及在对AP1000技术基础上改进的CP1000核电技术都属于第三代核电技术，这些核电技术采用非能动的安全措施，可以在发生核事故时，无需外部电源即可实现核反应堆的停堆和冷却。我国目前在建的核电站中不少是采用该技术。
第四代核电站
2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷等十个有意进一步发展核能的国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”（GIF），并于2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能技术。根据设想，第四代核能方案的安全性和经济性将更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具备固有的防止核扩散的能力。高温气冷堆，熔盐堆和钠冷快堆就是具有第四代特点的反应堆。 
总体来说，第一代核电站为原型堆，其目的在于验证核电设计技术和商业开发前景；第二代核电站为技术成熟的商业堆，目前在运的核电站绝大部分属于第二代核电站；第三代核电站为符合URD或EUR要求的核电站，其安全性和经济性均较第二代有所提高，属于未来发展的主要方向。从核电发展总趋势来看，中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行，当前发展压水堆，中期发展快中子堆，远期发展聚变堆。具体地说就是，近期发展热中子反应堆核电站；为了充分利用铀资源，采用铀钚循环的技术路线，中期发展快中子增殖反应堆核电站；远期发展聚变堆核电站，从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。