임계(臨界), 핵 임계는 우라늄-235나 플루토늄-239 등 핵연료에서 일어나는 핵분열 반응으로 중성자가 발생, 그 중성자끼리 충돌해서 주위의 핵연료도 덩달아 분열하며 반응이 계속되는 상태를 말한다. 이런 연쇄 분열을 인위적으로도 유도, 강력한 폭발을 일으키게 만든 것이 원자폭탄이다.
임계가 되면 폭발·용해·고열 등의 사고로 발전할 수 있다.