thumb|Schemat przebiegu reakcji inicjonowanej jednym neutronem dla małej masy, dużej oraz otoczonej ekranem Masa krytyczna materiału rozszczepialnego – minimalna masa, w której reakcja rozszczepienia przebiega w sposób łańcuchowy, czyli każde jedno rozszczepienie jądra atomowego inicjuje dokładnie jedno następne rozszczepienie. W masie mniejszej od masy krytycznej reakcja zainicjowana rozszczepieniem spontanicznym zaniknie, w masie większej od masy krytycznej reakcja będzie przebiegała w sposób lawinowy, tzn. jedno rozszczepienie wywoła więcej niż jedno rozszczepienie.
Charakterystyka W materiale rozszczepialnym reakcja rozszczepienia może zajść w wyniku samorzutnego rozszczepienia jądra atomowego. W wyniku tego aktu rozszczepienia emitowane jest kilka neutronów; część z tych neutronów opuści materiał, część zostanie pochłonięta przez jądra nieulegające rozszczepieniu, a niektóre wywołają rozszczepienie następnego jądra.
Masa krytyczna danego materiału rozszczepialnego zależy od zanieczyszczeń, kształtu próbki oraz od jej otoczenia. Najmniejszą masę ma próbka o kształcie kuli otoczonej materiałem odbijającym i moderującym neutrony.