O status de um reator nuclear depende da criticidade da massa de urânio, e há uma série de fatores possíveis. Massa crítica significa que quando um átomo de U-235 na massa de urânio se divide, um dos nêutrons livres (em média) atinge o núcleo de outro átomo U-235 na massa, fazendo com que aquele núcleo se dividisse, e assim por diante, continuamente. Se, Contudo, a fissão não acontece nessa frequência, então, em algum ponto, o processo de fissão induzida irá parar, e o mesmo acontecerá com o poder que ele gera. Isso é chamado de massa subcrítica. A terceira possibilidade é quando mais de um dos nêutrons livres atinge outros átomos de U-235, fazendo com que a massa se torne supercrítica, e, como resultado, o reator pode aquecer.

Para uma bomba nuclear explodir, a massa de urânio deve ser extremamente supercrítica, de modo que todos os átomos de U-235 se dividam de uma vez, e não em sequência. Isso acontece em um microssegundo. Contudo, em um reator nuclear, a criticidade deve ser controlada, caso contrário, se todos os átomos se dividirem ao mesmo tempo, o desastre pode acontecer. Para manter o reator em nível crítico, em que a massa existe a uma temperatura estável, a temperatura central deve ser reduzida e aumentada, o que significa que deve ser mantido em um nível ligeiramente supercrítico. Isso é feito com hastes de controle, que evitam o superaquecimento, absorvendo nêutrons livres.

A quantidade de átomos de U-235 na massa de urânio e a forma da massa são fatores importantes no controle da criticidade do urânio. Se a massa estiver em uma folha fina, então nêutrons livres da divisão de átomos voarão, e eles não atingirão outros átomos. Para atingir um estado de reação crítica, a forma ideal de massa é esférica, com 2 lbs (0,9 kg) de U-235. Essa é a quantidade conhecida como massa crítica de urânio.