Superphénix est un surgénérateur, c'est-à-dire qu'il est capable, grâce aux neutrons rapides, de convertir l'uranium 238, qui est le plus abondant mais qui n'est pas fissile, en uranium 239 qui, lui, est fissile. Si l'on met de l'uranium 238 autour du cœur, il reçoit les neutrons et fabrique plus de matière fissile que le cœur n'en consomme. Les neutrons rapides permettent donc de ne pratiquement plus recourir à l'uranium naturel. De plus, ils peuvent transmuter les noyaux radioactifs à vie longue, ce qui était intéressant pour l'application de la « loi Bataille » (loi du 30 décembre 1991 relative aux recherches sur la gestion des déchets radioactifs).
Lorsque le réacteur Superphénix a démarré, en 1984, il a connu des problèmes de mise au point, comme son ancêtre Phénix avant lui et comme n'importe quel prototype. Les ingénieurs disent qu'il faut « déverminer » le produit, c'est-à-dire qu'il faut le mettre au point pour corriger ses imperfections initiales avant de l'industrialiser. Superphénix était une énorme extrapolation de Phénix puisque l'on passait de 125 à 600 mégawatts : le facteur d'échelle était donc important. Le réacteur, qui a eu beaucoup de maladies de jeunesse, a été assez souvent arrêté pour réparation. Il a été converti en outil de recherche en 1991, puis arrêté en 1997.