纵深防御
核电站在设计及操作方面一般采用纵深防御概念，提供多层次的重叠保护，以确保核安全。其中包括反应堆多重保护系统、专设安全设施、紧急运作程序，场内及场外应急计划等措施，以及设置防止放射性物质外泄的屏障。纵深防御概念包括事故预防和事故缓解两方面。
设计和运作方面
- 采用稳妥的设计；
- 控制质素；
- 采用严格的运作程序；
- 监察有否降级或发生故障的情况；以及
- 建立核安全文化。
反应堆保护系统
- 反应堆设置多重根据不同的原理运作的保护系统，以便在出现异常情况时能迅速令反应堆停止运作。
- 反应堆保护系统的每种保护功能均设置多于一套的设备，以满足单一故障的准则(即系统在发生单一故障时，仍能执行其正常功能的准则)。
屏障
核裂变产生的物质都密封在燃料芯块和包壳内。核电站一般有三道屏障(即燃料包壳、一回路及安全壳)，以防止裂变产物外泄，影响环境。
压水式反应堆的三道屏障
(1) 第一道屏障: 燃料包壳
铀燃料与放射性裂变产物藏在燃料棒的锆合金包壳内。
(2) 第二道屏障: 一回路
燃料组件包容在20厘米厚的压力容器内，压力容器与一回路构成防止辐射泄漏的第二道屏障。
(3) 第三道屏障: 安全壳
核反应堆及主冷却剂系统装设在坚固密封的安全壳厂房内，安全壳由90厘米厚的预应力混凝土建成，并且有6毫米厚的防漏钢质衬垫。安全壳是防止辐射泄漏的第三道屏障。
专设安全设施
一旦发生意外，专设安全设施会提供足够的冷却效能，令反应堆在安全稳定的情况下停止运作。主要的专设安全设施包括：
- 安全注入系统 - 把硼酸溶液注入反应堆
- 安全壳喷淋系统 - 冷却安全壳并减低安全壳的压力
- 辅助给水系统 - 利用蒸汽发生器把反应堆的余热带走
专设安全设施除设有满足单一故障准则的双重系统外，其供电亦由紧急柴油发电机支援。
砂堆过滤器
在发生严重核事故时，放射性物质可能从反应堆释放到安全壳内。在必要时砂堆过滤器可控制放射性物质从安全壳向环境释放，以免安全壳因压力过高而失效。同时，砂堆过滤器亦会过滤和减少外泄物质的放射性。
应急计划
广东核电站及岭澳核电站有一套全面及统一的场内及场外应急计划，以应付万一发生不同程度的事故而出现的各种应急状态，与及采取相应和必要的应急响应行动。