Sekundárny (druhý) okruh slúži na transport pary a na premenu jej vnútornej energie na točivý pohyb turbíny. Základnými časťami sekundárneho okruhu sú: sekundárna časť parogenerátora, potrubné systémy sekundárneho okruhu, turbogenerátor, kondenzátor a čerpadlá. Ide, rovnako ako pri primárnom okruhu, o uzavretý systém.

V súčasnosti vo svete prevažujú dvojokruhové jadrové elektrárne. Toto konštrukčné riešenie zaručuje oddelenie aktívnej vody primárneho okruhu od sekundárneho okruhu, čím zostáva pracovné médium v sekundárnej časti neaktívne.