Skonstruowany w ZSRR reaktor RBMK (Reaktor Bolszoj Moszcznosti Kanalnyj - kanałowy reaktor dużej mocy) znacząco różnił się od wszystkich innych konstrukcji, głównie ze względu na dwojakie przeznaczenie - cywilne i militarne. Obok wytwarzania energii elektrycznej mógł produkować jednocześnie pluton, przeznaczony do broni nuklearnej.
Charakterystyczną cechą RBMK było to, że paliwo można było wymieniać bez przerywania pracy. W typowym reaktorze, by wymienić paliwo, konieczne jest jego wyłączenie.
Dla umożliwienia ciągłej wymiany paliwa, RBMK nie miał typowej dla wszystkich innych konstrukcji obudowy bezpieczeństwa - stalowej pancernej "bańki", wewnątrz której obok samego reaktora, znajdują się najważniejsze systemy m.in. chłodzenia. W przypadku RBMK reaktor znajdował się w betonowej "studni", przykrytej ważącą ponad tysiąc ton osłoną. Wszystko to znajdowało się w betonowym budynku. Brak osłony bezpieczeństwa okazał się jednym z głównych powodów rozmiaru katastrofy z 26 kwietnia 1986 roku.
Wszystkie inne konstrukcje reaktorów energetycznych, zarówno starych, jeszcze II generacji, jak i budowanych bądź dopiero projektowanych, w tym i współczesne rosyjskie konstrukcje typu VVER, posiadają obudowy bezpieczeństwa, które w przypadku awarii mają za zadanie zapobiec wydostaniu się na zewnątrz czegokolwiek w sposób niekontrolowany.
Kolejną nietypową i niebezpieczną cechą reaktora RBMK była możliwość wzrostu reaktywności, więc i mocy, w przypadku zmniejszenia się ilości wody w rdzeniu. Działo się to przy spełnieniu pewnych dodatkowych warunków, a akurat w momencie wypadku były one spełnione. We wszystkich innych konstrukcjach odparowanie bądź wyciek wody z rdzenia powodują zerwanie reakcji łańcuchowej i szybki spadek mocy.
W typowym reaktorze woda jest zarówno chłodziwem jak i niezbędnym do podtrzymania reakcji łańcuchowej moderatorem neutronów. W RBMK woda służyła jedynie do chłodzenia, moderatorem był natomiast grafit.
Feralny eksperyment z 26 kwietnia 1986 r. miał za zadanie - przy okazji standardowego wyłączenia reaktora - sprawdzić zachowanie awaryjnych systemów bezpieczeństwa w przypadku utraty zewnętrznego zasilania. W wyniku błędów obsługi i wad projektowych doszło do sekwencji wydarzeń zakończonej niekontrolowanym wzrostem mocy i temperatury.
W efekcie ciśnienie w rdzeniu wzrosło do tego stopnia, że para wodna odrzuciła ważącą tysiąc ton osłonę, weszła też w kontakt z cyrkonowymi osłonami kanałów, a to spowodowało powstanie dużej ilości wodoru, który eksplodował, niszcząc budynek reaktora. Dodatkowo, przy kontakcie z powietrzem zapalił się grafit. Rdzeń reaktora został kompletnie zniszczony.
Do atmosfery wydostała się aktywność rzędu 14 eksabekereli (14 x 10 do potęgi 18) (1 bekerel = 1 rozpad promieniotwórczy na sekundę), z czego około połowy pochodziło od gazów szlachetnych, nieabsorbowanych przez organizmy. Najgroźniejsze izotopy, jakie się wydostały to jod 131 - absorbowany przez tarczycę, jednak szybko się rozpadający oraz długożyciowy cez 137. Radionuklidy pochodzące z Czernobyla wykrywa się praktycznie na całym świecie.
Na skutek eksplozji zginął jeden z pracowników, drugi zmarł w szpitalu z powodu obrażeń. Według danych ONZ-owskiego Komitetu Naukowego ds. Efektów Promieniowania Radioaktywnego (UNSCEAR), 134 pracowników i ratowników, biorących udział w akcji po wybuchu otrzymało w krótkim czasie groźne dla życia dawki promieniowania. 28 osób zmarło w ciągu trzech miesięcy na chorobę popromienną, 19 kolejnych osób z tej grupy zmarło w latach 1987-2004, ale nie da się jednoznacznie powiązać tych zgonów z napromieniowaniem.
Od 1988 do 2008 r. UNSCEAR wydał kilka raportów, dotyczących różnych efektów Czernobyla. Ich najważniejszą konkluzją było to, że nie da się jednoznacznie powiązać zachorowań na raka z katastrofą. Cytowane wcześniej przypadki bądź liczby nie dały się jednoznacznie potwierdzić, a przyczyny były różne - od niewłaściwej metodologii badań po brak danych porównawczych sprzed katastrofy.
Po katastrofie do konstrukcji reaktorów RBMK wprowadzono modyfikacje, które mają uniemożliwić powtórzenie sekwencji zdarzeń z Czernobyla. 11 reaktorów tego typu pracuje jeszcze w Rosji, ostatni ma zostać wyłączony w 2026 r. Ostatni z trzech innych bloków siłowni w Czernobylu został zamknięty 11 lat temu. Pod koniec 2009 r. zamknięto z kolei ostatni RBMK działający poza granicami Rosji - w Ignalinie na Litwie.