ฟิชชันเร็วคือฟิชชันที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอม หนักดูดซับ นิวตรอนพลังงานสูงที่เรียกว่านิวตรอนเร็วแล้วแตกตัวออก วัสดุที่สามารถเกิดฟิชชันได้ส่วนใหญ่ต้องการนิวตรอนความร้อนซึ่งเคลื่อนที่ช้ากว่า

เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วใช้ปฏิกิริยาฟิชชันเร็วในการผลิตพลังงาน ซึ่งแตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ส่วนใหญ่ ในเครื่องปฏิกรณ์แบบดั้งเดิม จำเป็นต้องใช้ ตัวลดความเร็วของนิวตรอนเพื่อให้มีโอกาสเกิดปฏิกิริยาฟิชชันมากขึ้น แต่เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วใช้นิวตรอนเร็วโดยตรง จึงไม่จำเป็นต้องใช้ตัวลดความเร็ว ตัวลดความเร็วอาจดูดซับนิวตรอนจำนวนมากในเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนและปฏิกิริยาฟิชชันเร็วจะผลิตนิวตรอนเฉลี่ยต่อปฏิกิริยามากกว่า ดังนั้นเครื่องปฏิกรณ์เร็วจึงมีประสิทธิภาพในการใช้นิวตรอนดีกว่า ทำให้สามารถสร้างเครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์ พลูโทเนียมได้ อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วต้องใช้ ยูเรเนียมหรือพลูโทเนียมที่มีความเข้มข้นสูงในระยะเริ่มต้นของเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อให้นิวตรอนมีโอกาสเกิดปฏิกิริยาฟิชชันมากขึ้น

อะตอมบางชนิด โดยเฉพาะยูเรเนียม-238มักจะไม่เกิดการแตกตัวเมื่อถูกนิวตรอนความเร็วต่ำชน แต่จะแตกตัวหากถูกนิวตรอนที่มีพลังงานสูงเพียงพอชน^{​​[ 1 ]}นิวตรอนความเร็วสูงที่ผลิตในระเบิดไฮโดรเจนโดยการหลอมรวมของดิวเทอเรียมและทริเทียมมีพลังงานสูงกว่านิวตรอนความเร็วสูงที่ผลิตในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตของอาวุธฟิวชั่นใดๆ ได้โดยการเพิ่มชั้นของยูเรเนียมธรรมชาติราคาถูก (หรือแม้แต่ยูเรเนียมที่ลดปริมาณลง) การแตกตัวอย่างรวดเร็วของยูเรเนียม-238 ทำให้เกิดผลผลิตระเบิดและกัมมันตรังสีตกค้าง จำนวนมาก ในระเบิดไฮโดรเจนหลายแบบ

กราฟแสดงผลผลิตของผลิตภัณฑ์ฟิชชันเทียบกับเลขมวลของชิ้นส่วนฟิชชันมีจุดสูงสุดที่เด่นชัดสองจุด แต่ค่อนข้างราบเรียบ อยู่ที่ประมาณ 90 ถึง 100 และ 130 ถึง 140 สำหรับนิวตรอนความร้อน ผลผลิตของผลิตภัณฑ์ฟิชชันที่มีมวลอยู่ระหว่างจุดสูงสุด เช่น^113m Cd , ^119m Sn , ^121m Sn , ¹²³ Sn , ¹²⁵ Sb , ¹²⁶ Snและ¹²⁷ Sbนั้นต่ำมาก

ยิ่งพลังงานของสถานะที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันสูงเท่าไร โอกาสที่จะเกิดฟิชชันแบบสมมาตรก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเมื่อพลังงานของนิวตรอน เพิ่มขึ้นและ/หรือพลังงานของอะตอมที่ เกิดฟิชชันเพิ่มขึ้น ช่องว่างระหว่างยอดทั้งสองก็จะตื้นขึ้น ตัวอย่างเช่น กราฟแสดงผลผลิตเทียบกับมวลของ239Pu ^มีช่องว่างที่ตื้นกว่าที่สังเกตได้สำหรับ^235Uเมื่อนิวตรอนเป็นนิวตรอนความร้อนกราฟสำหรับการฟิชชันของธาตุแอคติไนด์ ในกลุ่มหลังๆ มักจะมีช่องว่างที่ตื้นกว่ามาก ในกรณีสุด ขั้วเช่น^259Fmจะเห็นเพียงยอดเดียวเท่านั้น