Največkrat se uporablja [[jedrski reaktor]], ki s toploto ustvarja paro, ki ženepoganja [[Parna turbina|parno turbino]]. Tak način se največkrat uporablja za morska plovila: podmornice, letalonosilke ali ledolomilce. Izdelali so tudi komercialne eksperimentalne ladje z jedrskim reaktorjem, vendar niso bile stroškovno učinkovite, izjema so ruski arktični ledolomilci.
Prvo plovilo na jedrski pogon je bila ameriška podmornica USS Nautilus leta 1955, rusiSovjeti so sledili tri leta kasneje z K-3 »LeninskiyLeninski Komsomol«.
Prednost jedrskega pogona je skoraj neomejen doseg in trajanje potovanja. Jedrska plovila, podmornice in letalonoslike[[letalonosilka|letalonosilke]] imajo zaradi obilice moči po navadi večjo potovalno hitrost: ameriške [[superletalonosilka|superletalonosilke]] dosežejo več kot 60 km/h, podmornice pa še več, odvisno od modela. Jedrska podmornica lahko ostane potopljena več mesecev hkrati, saj jedrski reaktor proizvaja električno energijo za elektrolizo vode in tako pridobi potreben kisik za dihanje posadke.
Za pogon plovil se uporablja srednje do visokoobogatenvisoko obogaten [[uran]] (20-9045 % U-235), dakar nizagotavlja potrebnoustrezno prepogostodolge menjanjeintervale gorivamed polnjenji jedrskega reaktorja. VisokoobogatenoVisoko obogateno gorivo je dosti dražji od nižjeobogateneganižje obogatenega, zato je uporaba skoraj izključno omejena na vojaška plovila.
Ruske, ameriške in britanske podmornice poganja [[parna trubinaturbina]], medtem ko francoske in kitajske uporabljajo paro v parni turbini za generiranje električne energije, ki potem preko elektromotorja poganja propeler podmornice (turbo-električni način). Ameriške podmornice imajo vedno samo en jedrski reaktor, ruske pa pri večjih dva. Prva ameriška jedrska letalonosilka ''Enterprise'' jih je imela celo 8osem, novejše razreda ''[[Nimitz]]'' pa dva. Celotna ameriška podmorniška flota je jedrska in ne uporabljajo nobene dizelelektrične[[Konvencionalna podmornica|dizel-električne podmornice]].
Največje plovilo na jedrski pogon so superletalonosilke razreda ''Nimitz'' zas približno 100.000 ton izpodriva, največja podmorincapodmornica pa sovjetska velikanka[[strateška jedrska podmornica]] razreda [[Podmornice razreda Typhoon|''Akula'']] (NATO oznaka: Typhoon), z izpodrivom več kot 3048.000 ton.
