Trong lò phản ứng hạt nhân, chất điều tiết được trộn với nhiên liệu uranium để làm chậm các neutron nhanh bằng tốc độ của neutron nhiệt, cho phép phân hạch xảy ra trong một phản ứng dây chuyền hạt nhân có kiểm soát. Hầu hết các lò phản ứng hạt nhân ở Hoa Kỳ sử dụng nước như một chất điều tiết. Các va chạm đàn hồi xảy ra giữa các nơtron nhanh và chất điều tiết làm chậm các nơtron mà không hấp thụ chúng.
Vì hạt nhân hydro trong phân tử nước có cùng khối lượng với neutron nhanh, nên một vụ va chạm giữa neutron và proton trong hạt nhân hydro sẽ dẫn đến việc neutron mất gần như toàn bộ động năng. Ngoài nước, khoảng 20% lò phản ứng hạt nhân trên toàn thế giới sử dụng than chì rắn làm chất điều tiết nơtron. Trong khoảng năm phần trăm các lò phản ứng trên toàn thế giới, chất điều tiết được sử dụng là nước nặng. Trong một số loại lò phản ứng thử nghiệm, nguyên tố berili đã được sử dụng làm chất điều tiết.
Trong nhà máy điện hạt nhân, nước được sử dụng làm chất điều tiết nơtron cũng được sử dụng để làm nóng nước chạy các tuabin hơi sản xuất điện năng. Tuy nhiên, nước điều tiết vẫn hoàn toàn bị phong tỏa khỏi nước dẫn động các tuabin. Điều này ngăn cản mọi chất phóng xạ ra khỏi lõi lò phản ứng, nơi diễn ra các chuỗi phản ứng sinh nhiệt.
