经过提纯或同位素分离后的铀，还不能直接用作核燃料，还要经过化学，物理、机械加工等复杂而又严格的过程，制成形状和品质各异的元件 ，才能供各种反应堆作为燃料来使用。这是保证反应堆安全运行的一个关键环节。按组分特征，可分为金属型、陶瓷型和弥散型三种；按几何形状分，有柱状、棒状、环状、板状、条状、球状、棱柱状元件；按反应堆分，有试验堆元件，生产堆元件，动力堆元件（包括核电站用的核燃料组件）。

　　核燃料元件种类繁多，一般都由芯体和包壳组成。

　　核燃料元件在核反应堆中的工作状况十分恶劣，长期处于强辐射、高温、高流速甚至高压的环境中，因此，芯体要有优良的综合性能。对包壳材料还要求有较小的热中子吸收截面（快堆除外），在使用寿期内，不能破损。因此，核燃料元件制造是一种高科技含量的技术。