Механізмами ядерної реакції є пружні та непружні зіткнення,  або ж виникнення проміжного ядра (компаунд-ядра).

Класифікують ядерні реакції різним чином. Зокрема за затратами енергії - порогові чи безпорогові, екзо- чи ендотермічні. За схемою реакції - по типу вхідного чи вихідного каналу, по типу висхідного чи кінцевого ядра, по типу радіоактивних частинок в реакції.