日本大地震發生後，日本全國共有4座核電站受到不同程度的影響。截至14日，大部分受影響的核電站機組擺脫緊急狀態，但仍有機組存在冷卻問題。

　　創傷：4座核電站11座反應堆2起氫氣爆炸

　　4座受影響的核電站是距東京約200公裡的福島第一核電站和第二核電站，距東京約120公裡的東海第二核電站，以及距東京約250公裡的女川核電站，這4座核電站均位於東京以北或東北。

　　地震和海嘯災害發生後，上述核電站共有11座核反應堆停止運轉。12日，福島第一核電站1號機組因冷卻系統故障，出現反應堆堆芯燃料部分熔化，導致堆芯水蒸氣外泄產生的氫氣和建築物內的氧氣發生劇烈化學反應，但1號機組安置反應堆的容器並未損壞。

　　14日上午，福島第一核電站3號機組也發生類似的氫氣爆炸。日本專家說，與1號機組一樣，這次也是化學爆炸，而非核爆炸，放置反應堆的容器損壞的可能性也很小。

　　目前，福島第一核電站2號機組反應堆以及第二核電站1號機組仍存在冷卻系統問題，而第二核電站3號機組已成功得到冷卻，1號和2號機組也已進入穩定狀態。

　　措施：釋放壓力注水降溫疏散民眾

　　對於遭受地震海嘯影響的核電站，工作人員主要通過釋放反應堆容器內水蒸氣以降低反應堆內壓力，防止更大破損；同時向反應堆注入海水降低堆內溫度，防止積聚的熱量繼續熔毀燃料棒。

　　日本原子能安全和保安院12日晚宣布，福島第一核電站1號機組燃料棒熔毀已初步得到遏制。女川核電站周邊地區的輻射量目前已降至正常標准。東海第二核電站重新獲得外部電力供應，將代替應急柴油發電機降低其反應堆溫度。

　　日本專家說，海水灌入是目前冷卻反應堆的最佳方法，但海水中的硼元素將不可避免地腐蝕反應堆，這一昂貴的設備恐將徹底報廢。

　　為避免核輻射對公眾造成傷害，日本政府采取了疏散措施，根據核設施的具體情況和變化，劃定和不斷調整疏散區半徑。