Kärnreaktorns status beror på uranmassans kritik, och det finns ett antal möjliga faktorer. Kritisk massa betyder att när en atom av U-235 i uranmassan delar sig, en av de fria neutronerna (i genomsnitt) träffar kärnan i en annan U-235-atom i massan, får kärnan att splittras, och så vidare, kontinuerligt. Om, dock, klyvning sker inte vid den frekvensen, då kommer någon gång processen med inducerad klyvning att upphöra, och så kommer kraften det genererar. Detta kallas subkritisk massa. Den tredje möjligheten är när mer än en av de fria neutronerna träffar andra atomer i U-235, får massan att bli superkritisk, och som ett resultat kan reaktorn värmas upp.

För att en atombomb ska gå av, uranmassan måste vara extremt överkritisk, så att alla U-235 atomer splittras på en gång, och inte i följd. Detta händer på en mikrosekund. Dock, i en kärnreaktor, kritik måste kontrolleras, annars om alla atomer splittras på en gång kan katastrofen slå till. För att hålla reaktorn på kritisk nivå, där massan finns vid en stabil temperatur, kärntemperaturen måste sänkas och höjas, vilket innebär att den måste hållas på en något superkritisk nivå. Detta görs med styrstavar, som förhindrar överhettning genom att absorbera fria neutroner.

Mängden U-235 atomer i uranmassan och massans form är viktiga faktorer för att kontrollera uranens kritikalitet. Om massan är i ett tunt ark, då flyger fria neutroner från klyvningsatomer iväg, och de kommer inte att träffa andra atomer. För att uppnå ett tillstånd av kritisk reaktion, den optimala massformen är sfärisk, med 0,9 kg U-235 i den. Detta är den mängd som kallas den kritiska massan av uran.