Für einen Neutronen-Forschungsreaktor ist nicht die Energiefreisetzung durch Kernspaltung wesentlich, sondern die Nutzung der dabei entstehenden Neutronen. Für eine solche Neutronenquelle kommt es nicht auf eine hohe Gesamtleistung und damit auf eine hohe Zahl der pro Sekunde insgesamt erzeugten Neutronen an, sondern auf eine möglichst hohe Dichte bzw. einen möglichst hohen Fluß der verfügbaren Neutronen. Diese sollen letztlich in den zu untersuchenden Proben mit hoher Intensität meßbare Wechselwirkungen hervorrufen.
Ein Forschungsreaktor hat aus wirtschaftlichen und anderen Gründen nur eine relativ geringe thermische Leistung. Beim FRM II sind das 20MW thermische Leistung des Reaktorkerns plus 4MW Wärmefreisetzung durch Betriebskomponenten. Damit ist die Leistung nur ein Bruchteil der Leistung eines Kernkraftwerks. Der Reaktorkern des FRM II hat aber einen sehr kleinen Reaktorkern mit einer Leistungsdichte, die weit oberhalb derjenigen von Kernkraftwerken liegen kann: Beim FRM II mehr als 1MW pro Liter Kernvolumen. Die Temperaturen und Drücke des Kühlmittels Wasser liegen sehr niedrig, da keine elektrische Leistung erzeugt wird.

Die so definierten Forschungsreaktoren lassen sich im wesentlichen in drei verschiedene Nutzungsbereiche untergliedern, die sich allerdings bei sehr vielen Anlagen überlappen:

• Der Materialtestreaktor ist im ursprünglichen Sinne für die Untersuchung von Kernbrennstoffen und von Strahlenschäden in Strukturmaterialien durch in der Regel schnelle Neutronen ausgelegt. Diese Anwendungen sind beim FRM II nicht vorgesehen.
• Der Isotopenproduktionsreaktor dient der Erzeugung von radioaktiven Isotopen und Quellen und prinzipiell auch der Dotierung mit stabilen Elementen.
• Im Zentrum der Entwicklung aber stehen die Strahlrohrreaktoren, bei denen in der Regel langsame Neutronen über Strahlrohre und Neutronenleiter in eine Experimentierhalle gelangen, um dort z.B. an zu untersuchenden Proben gestreut zu werden.