第四代反應堆，也稱為第4代核能系統，是一系列旨在解決當前核能技術挑戰的新一代核反應堆。這些挑戰包括提高經濟性、安全性、廢物處理和減少對環境的影響。第4代核能系統的目標是在2030年之前投放市場，並在以下幾個方面實現重大進展：
可持續性：通過有效利用燃料，實現持續的能源生產，並減少核廢物的產生。
安全性、可靠性：確保更高的安全性和可靠性，降低堆芯損傷的機率及程度，並具備快速恢復反應堆運行的能力。
經濟性：降低壽命周期成本，與其他能源相比具有競爭力。
防核擴散與實物保護：確保核燃料難以用於製造核武器，並加強實物保護以防止材料被盜或轉移。
第4代核能系統必須滿足的主要指標包括：
能夠與其他電力生產方式相競爭，總電力生產成本低於每度電3美分。
初投資小於每千瓦發電裝機容量1000美元。
建設期小於3年。
堆芯融化機率低於10^-6/堆年。
在事故條件下無放射性場外釋放，無需場外應急，這是核安全的一個革命性改進。
能夠通過對核電站的整體實驗向公眾證明核電的安全性。
第4代核能系統的開發還涉及多種反應堆類型，包括熱中子反應堆和快中子反應堆，其中超高溫反應堆（VHTR）被視為一種具有潛力的高效產氫方式，可降低燃料電池成本。