Reaktor za razmnožavanje je vrsta nuklearne jedinice posebno dizajnirane za stvaranje više fisijskog materijala (nuklearnog goriva) nego što troši. Ovisno o omjeru uzgoja reaktora, može proizvesti novo gorivo većom ili manjom brzinom. Omjer uzgoja predstavlja broj novih fisijskih atoma stvorenih za svaki događaj fisije. Teoretska gornja granica za omjer uzgoja je 1.8, dok je većina reaktora za razmnožavanje dizajnirana za proizvodnju otprilike onoliko fisijskog materijala koliko i troše. Nadamo se da će reaktori za razmnožavanje zamijeniti trenutnu generaciju konvencionalnih reaktora kako se napredak u nuklearnoj energiji nastavlja.
Većina tradicionalnih nuklearnih reaktora tijekom rada stvara dodatno gorivo, povećavajući učinkovitost goriva. Kako se nuklearna industrija razvijala, ti su omjeri sve viši i viši, što je dovelo do bolje uštede goriva. Još uvijek postoje tehničke prepreke za razvoj troškovno učinkovitih reaktora za razmnožavanje, ali uzgajivači mogu tražiti niz prednosti koje tradicionalni reaktori ne mogu. Najveće je to što se, nakon početnog punjenja obogaćenog urana ili plutonija, reaktor za razmnožavanje može napajati samo povremenim punjenjem neobogaćenog (prirodnog) urana ili (u drugom tipu reaktora za razmnožavanje) torija. Torija je oko četiri puta više u Zemljinoj kori od urana, predstavlja vrlo mali rizik od naoružanja i proizvodi nuklearni otpad čiji se intenzitet smanjuje na pozadinske razine mnogo brže od otpada iz konvencionalnog postrojenja.
Jedna zabrinutost s reaktorima za razmnožavanje je da proizvodnjom nuklearnog goriva spremnog za bombu, kao što je plutonij, stvaraju rizik od nuklearnog oružja. Ovaj problem rješava faza u nuklearnoj predobradi u kojoj se plutoniju u malim količinama dodaju drugi elementi poput kurija i neptunija. Ovaj oblik obrade nema utjecaja na korištenje plutonija kao reaktorskog goriva, ali iznimno otežava korištenje materijala za stvaranje atomske bombe, čak i ako se koristi vrlo sofisticiran dizajn.
Predložene su dvije vrste reaktora za razmnožavanje. Prvi, brzi reaktor, koristi početno punjenje plutonija, nakon čega je za energiju potreban samo prirodni uran. Izrađeno je nekoliko prototipa od brzih uzgajivača, a Japan, Kina, Koreja i Rusija izdvajaju sredstva za nastavak razvoja. Drugi tip reaktora za razmnožavanje je termalni reaktor koji koristi početno punjenje goriva obogaćenog urana, a nakon toga koristi samo torij. Reaktori s toplinskim oplemenjivanjem dosad su izgrađeni samo u malom opsegu, a Indija je poduzela prve korake prema industrijskom razvoju, koji je započeo 2006. godine.