臨界集合体は、開発を目的とする原子炉の核的な特性を研究する小型で低出力の実験装置である。この装置により、開発対象の原子炉の燃料、減速材、構造材と同じ組成をもつ模擬炉心を組んで、実験を行う。実験の対象は、臨界質量、出力分布、反応度温度係数、制御棒効果、動特性パラメータなどである。これらの諸量は、計算との比較により核設計に必要な核データ、計算手法の精度評価を行う上で有効である。臨界集合体の装置は臨界実験装置とも呼ばれ、法律上は原子炉として扱われる。