Voľný neutrón, ktorý je v tepelnej (termodynamickej) rovnováhe so svojím prostredím. V jadrovom reaktore ide o neutróny s malou kinetickou energiou spravidla pod 1 keV. Tepelné neutróny majú výrazne vyššiu pravdepodobnosť štiepenia jadier izotopu uránu ²³⁵U než rýchle neutróny.

Keďže pri štiepnej reakcii vznikajú rýchle neutróny s vysokou energiou, v tepelných reaktoroch sa používa moderátor, ktorý tieto neutróny spomaľuje na tepelné energie. Spomaľovanie neutrónu z rýchleho na tepelný prebieha nárazmi neutrónu do jadier atómov daného moderátora. Pri týchto zrážkach neutrón stráca časť svojej energie, a tak sa spomaľuje. Najväčšie množstvo energie odovzdá neutrón jadru s porovnateľnou hmotnosťou. Preto veľmi účinne spomaľuje neutróny voda (vodík).

Cesty neutrónov