Главной особенностью двухконтурной схемы является технологическое разделение контуров теплоносителя и рабочего тела турбины.
Конструктивной основой первого контура в такой схеме является наполненный водой высокопрочный бак, в котором размещена активная зона. Вода (теплоноситель) прокачивается через нее циркуляционными насосами. В баке (и в первом контуре в целом) поддерживается высокое давление (в реакторе ВВЭР-1000 - 160 атмосфер), поэтому паровой компоненты в теплоносителе нет, несмотря на высокую температуру на выходе из зоны (324° С). Отсюда и название таких реакторов -реакторы с водой под давлением.
Нагретая вода из бака поступает в парогенератор - специальное устройство, отсутствующее в одноконтурной схеме. Там тепло передается воде второго контура, при этом прямой контакт между водой первого и второго контуров отсутствует. Давление во втором контуре существенно ниже (в реакторе ВВЭР-1000 - 60 атмосфер), и в нем под действием переданного тепла образуется пар, в виде рабочего тела поступающий на турбину. Далее второй контур, как и в одноконтурной схеме, замыкается через конденсатор.
Принципиально важны два обстоятельства. Во-первых, ни вода второго контура, ни образующийся в нем пар не являются радиоактивными _ через активирующие нейтронные потоки активной зоны они не проходят, а наведенное излучение воды первого контура не содержит нейтронной компоненты, и при близком взаимном расположении в парогенераторе их не активирует. Во-вторых, функциональные элементы радиационно-опасного первого контура (реактор и парогенератор) в такой схеме конструктивно оформляются в виде относительно компактного общего узла с короткими трубопроводами, необслуживаемого при работе реактора на мощности и снабженного развитой системой барьеров безопасности. Это препятствует поступлению техногенной радиоактивности во внешнюю среду.
По международной классификации такие реакторы обозначаются как PWR (pressured water reactor), к этому же типу относятся отечественные ВВЭР. На долю двухконтурных реакторов приходится около 60% мировой атомной генерации.