เครื่องปฏิกรณ์แบบพ่อพันธุ์แม่พันธุ์ที่รวดเร็วเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ชนิดหนึ่งที่ใช้ฟิชชันนิวเคลียร์เพื่อสร้างพลูโทเนียมอะตอม 239 เป็นผลพลอยได้จากการแยกยูเรเนียม 235 อะตอม กระบวนการนี้สร้างเชื้อเพลิงในรูปแบบของพลูโทเนียม 239 มากกว่าที่ใช้ ความสามารถในการสร้างหรือ "ปรับปรุงพันธุ์" บัญชีเชื้อเพลิงเพิ่มเติมสำหรับชื่อที่กำหนดให้กับเครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้ เครื่องปฏิกรณ์แบบพ่อพันธุ์แม่พันธุ์ที่รวดเร็วสามารถสร้างเชื้อเพลิงได้มากถึง 30% มากกว่าที่ใช้
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ผลิตพลังงานโดยการแยกอะตอมของเชื้อเพลิงฟิชไซล์โดยปกติจะเป็นยูเรเนียม 235 นอกจากนี้ยังผลิตนิวตรอนอิสระอนุภาคจากนิวเคลียสของอะตอมซึ่งจะไปปะทะกับอะตอมยูเรเนียมตัวอื่น ๆ ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์มาตรฐานนิวตรอนเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้ในระดับพลังงานต่ำโดยระบบทำความเย็นขั้นสูงซึ่งปกติจะใช้น้ำเป็นสื่อ ทำเพื่อให้นิวตรอนอยู่ในระดับพลังงานที่เหมาะสมสำหรับการเกิดปฏิกิริยาฟิชชันอย่างยั่งยืน
ในเครื่องปฏิกรณ์แบบพ่อแม่พันธุ์ที่รวดเร็วระบบทำความเย็นนั้นมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและมักจะถูกเติมด้วยโซเดียมเหลว สิ่งนี้ทำให้นิวตรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันที่ระดับพลังงานสูงขึ้น นิวตรอนเร็วเหล่านี้ให้ส่วนอื่นของชื่อสามัญของเครื่องปฏิกรณ์เร็วแบบพ่อแม่พันธุ์ นิวตรอนพลังงานสูงไม่เหมาะสำหรับการแยกอะตอมยูเรเนียม 235 อื่น ๆ ออกไป แต่มีจุดประสงค์อื่น
แทนที่จะแยกยูเรเนียม 235 อะตอมนิวตรอนที่ "เร็ว" นั้นจะถูกดูดซับด้วยยูเรเนียม 238 อะตอมซึ่งประกอบไปด้วยมวลของเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในเครื่องปฏิกรณ์เร็ว ยูเรเนียม 238 ไม่เหมาะสำหรับการฟิชชัน แต่หลังจากดูดซับนิวตรอนอื่นยูเรเนียม 238 จะถูกแปลงเป็นพลูโทเนียม 239 พลูโทเนียม 239 เหมาะสำหรับเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และสามารถนำมาใช้ทำอาวุธนิวเคลียร์ได้ พลูโทเนียม 239 บางอะตอมสลายตัวเป็นไอโซโทปอีกยูเรเนียมยูเรเนียม 239 ซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
พลูโทเนียมมักใช้เป็นอาวุธนิวเคลียร์ ด้วยเหตุนี้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบพ่อแม่พันธุ์ที่รวดเร็วหลายตัวที่ครั้งหนึ่งเคยทำงานได้ถูกปิดตัวลง ปัญหาอื่น ๆ ของเครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้มีส่วนทำให้ความนิยมลดลงในหมู่ประเทศที่มีโครงการพลังงานนิวเคลียร์ พลูโทเนียม 239 จะต้องสกัดจากส่วนประกอบอื่น ๆ ของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและมีราคาแพง นอกจากนี้ยังอาจเป็นอันตรายอย่างยิ่งและสร้างกากกัมมันตรังสีพิษเป็นผลพลอยได้
