Der Siedewasserreaktor verfügt über einen geschlossenen Wasser-Dampf-Kreislauf. Das Kühlmittel des Kühlkreislaufs durchströmt den Reaktorkern. Dort erhitzt die bei der Kernspaltung in den Brennelementen entstandene Wärme das Wasser so weit (bis circa 286 Grad Celsius), dass es direkt im Reaktordruckbehälter siedet (siehe vorherige Abbildung). Dabei herrscht im Reaktordruckbehälter ein Druck von circa 70 bar. Das Sieden und Verdampfen des Kühlmittels im Reaktordruckbehälter stellt das besondere Merkmal des Siedewasserreaktors dar, das ihn vom Druckwasserreaktor unterscheidet.

Der beim Siedevorgang entstehende Dampf durchströmt im oberen Teil des Reaktordruckbehälters (oberes Plenum) spezielle Vorrichtungen (Zyklone und Dampftrockner), die seinen Wasseranteil reduzieren. Danach wird der „getrocknete“ Dampf zur Turbine geleitet. Ein nachgeschalteter Generator wandelt die Rotationsenergie der Turbine in elektrische Energie um. Hinter der Turbine wird der Dampf in großen Kondensatoren abgekühlt, wieder zu Wasser kondensiert und in den Reaktordruckbehälter als Speisewasser zurückbefördert.