縱深防禦
核電站在設計及操作方面一般採用縱深防禦概念，提供多層次的重叠保護，以確保核安全。其中包括反應堆多重保護系統、專設安全設施、緊急運作程序，場內及場外應急計劃等措施，以及設置防止放射性物質外洩的屏障。縱深防禦概念包括事故預防和事故緩解兩方面。
設計和運作方面
- 採用穩妥的設計；
- 控制質素；
- 採用嚴格的運作程序；
- 監察有否降級或發生故障的情況；以及
- 建立核安全文化。
反應堆保護系統
- 反應堆設置多重根據不同的原理運作的保護系統，以便在出現異常情況時能迅速令反應堆停止運作。
- 反應堆保護系統的每種保護功能均設置多於一套的設備，以滿足單一故障的準則(即系統在發生單一故障時，仍能執行其正常功能的準則)。
屏障
核裂變產生的物質都密封在燃料芯塊和包殼內。核電站一般有三道屏障(即燃料包殼、一迴路及安全殼)，以防止裂變產物外洩，影響環境。
壓水式反應堆的三道屏障
(1) 第一道屏障: 燃料包殼
鈾燃料與放射性裂變產物藏在燃料棒的鋯合金包殼內。
(2) 第二道屏障: 一迴路
燃料組件包容在20厘米厚的壓力容器內，壓力容器與一迴路構成防止輻射泄漏的第二道屏障。
(3) 第三道屏障: 安全殼
核反應堆及主冷卻劑系統裝設在堅固密封的安全殼廠房內，安全殼由90厘米厚的預應力混凝土建成，並且有6毫米厚的防漏鋼質襯墊。安全殼是防止輻射泄漏的第三道屏障。
專設安全設施
一旦發生意外，專設安全設施會提供足夠的冷卻效能，令反應堆在安全穩定的情況下停止運作。主要的專設安全設施包括：
- 安全注入系統 - 把硼酸溶液注入反應堆
- 安全殼噴淋系統 - 冷卻安全殼並減低安全殼的壓力
- 輔助給水系統 - 利用蒸汽發生器把反應堆的餘熱帶走
專設安全設施除設有滿足單一故障準則的雙重系統外，其供電亦由緊急柴油發電機支援。
砂堆過濾器
在發生嚴重核事故時，放射性物質可能從反應堆釋放到安全殼內。在必要時砂堆過濾器可控制放射性物質從安全殼向環境釋放，以免安全殼因壓力過高而失效。同時，砂堆過濾器亦會過濾和減少外洩物質的放射性。
應急計劃
廣東核電站及嶺澳核電站有一套全面及統一的場內及場外應急計劃，以應付萬一發生不同程度的事故而出現的各種應急狀態，與及採取相應和必要的應急響應行動。