原子炉を直接冷却し、熱を取り出すことに用いられる流体（原子炉冷却材）。軽水、重水、二酸化炭素、ヘリウムあるいはナトリウム（液体）が用いられる。原子炉内を流れることから、中性子の吸収が少なく、放射線による分解などの変質が生じにくい物質が望まれる。また、熱を効率よく取り出すために、熱伝導度及び比熱が高く、低い融点と高い沸点を有する物質が望ましい。さらに、化学的に不活性で熱による分解、腐食性の少ないことが望まれる。また、経済的には安価であると共に、少ない動力ポンプ能力で循環可能な物質が求められる。なお、沸騰水型原子炉では１次冷却材、２次冷却材の区別はないので原子炉冷却材と呼ばれる。