MSR的运行基本原理与当前的核动力反应堆相同，可控裂变产生蒸汽，从而为发电涡轮机提供动力，不同之处在于：相比于目前大多数反应堆运行中使用的水，熔盐则作为冷却剂在反应堆堆芯中起着关键作用，大多数MSR的设计是将核燃料溶解在冷却剂中。