Der Atomantrieb ist ein elementarer Bestandteil eines Atom-U-Boots. Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten, Atom-U-Boote anzutreiben. Bei beiden Möglichkeiten ist ein Kernreaktor - ähnlich wie in Kernkraftwerken - Grundlage, der in einem radioaktiven Primärkreislauf eine Flüssigkeit erhitzt. Diese Flüssigkeit überträgt ihre Wärme auf hochreines Wasser, das sich in einem nicht radioaktiven Sekundärkreislauf befindet. Dadurch entsteht Wasserdampf, der unter hohem Druck stehend, eine Turbine antreibt.
Bei der ersten Variation des Atomantriebs erzeugt ein an die Turbine angeschlossener Generator Strom, der einerseits die Bordelektronik versorgt und andererseits Batterien auflädt, die die Schiffswelle durch einen elektrischen Motor antreiben.
Bei der anderen Möglichkeit wird die Schiffswelle direkt durch die Turbine angetrieben und der Strom für die Bordelektronik mit einem an die Welle angeschlossenem Generator erzeugt.