En kjernefysisk nedsmelting skjer når kjernen på en atomreaktor smelter. En slik hendelse er betraktet som en alvorlig atomulykke. Reaktorkjernen, som består av brenselet, kan smelte seg gjennom gulvet og falle igjennom. Den smeltede kjernen fortsetter videre nedover og utveksler varmeenergi med omgivelsene. Prosessen stanser når nok materiale rundt har smeltet til at kjernen er nedkjølt såpass mye at temperaturen er for lav til å smelte materialet under, eller til det treffer grunnvann.

Det som skjer under nedsmeltingen er kun en varmeutveksling/avkjøling og har ikke med kjernefysiske reaksjoner å gjøre. Nedsmelting må derfor ikke forveksles med kjernefysisk eksplosjon eller en kjedereaksjon. En dampeksplosjon kan derimot oppstå om den nedsmeltede kjernen treffer vann.

Den mest kjente kjernefysiske nedsmeltning i senere tid er Tsjernobylulykken i 1986 hvor en av fire reaktorer ble ødelagt. Det enorme omfanget av Tsjernobyl-ulykken skyldtes først og fremst at de modererende stavene av grafitt tok fyr og brant i ni dager. Brannen løftet radioaktivitet opp i luften over lang tid, slik at radioaktiviteten ble spredt.