Графи́то-га́зовый реа́ктор — ядерный реактор на тепловых нейтронах, в котором замедлителем служит графит, а теплоносителем — газ (углекислый газ, гелий). Возможность нагрева газа-теплоносителя до высоких температур позволяет повысить коэффициент полезного действия атомной электространции с графито-газовым реактором до 40%. Характерная особенность графито-газовых реакторов—малая энергонапряженность (количество тепла, снимаемое с единицы объема активной зоны), что объясняется худшими, чем, например, у воды, замедляющими свойствами графита. Это обусловливает значительные размеры графито-газового реактора. Тепловыделяющие элементы размещают в цилиндрических каналах графитовой кладки. Активная зона заключена в стальной корпус, несущий давление теплоносителя. Иногда активная зона вместе с парогенераторами и газодувками заключается в единый корпус из железобетона.
Защита от нейтронного излучения, которой окружена активная зона, предохраняет парогенераторы и газодувки от активации, они доступны для ремонта при остановленном реакторе. Внутренняя поверхность бетонного корпуса для защиты его от перегрева покрывается теплоизоляцией. Кроме того, применяют специальные системы охлаждения. Графито-газовые реакторы являются основные типом реакторов в ядерной энергетике Великобритании и Франции. АЭС с такими реакторами построены в Италии, Японии. В США введена в строй АЭС с графито-газовым реактором, в котором в качестве теплоносителя применяется гелий.