Elektrárna je tvořena čtyřmi bloky VVER 440 - model 213 (vodou chlazený, vodou moderovaný energetický reaktor s tepelným výkonem 1375 MW a elektrickým výkonem 440 MW). Je uspořádána do dvou hlavních výrobních bloků. V každém z těchto bloků se nacházejí dva reaktory se všemi přímo souvisejícími zařízeními. Vedle budov reaktoru tvoří nejpodstatnější část hlavního výrobního bloku strojovna, kde jsou umístěny turbíny a generátory.
Hlavní komponenty elektrárny (reaktor, parogenerátory, turbíny) jsou vyrobeny českými firmami (Škoda, Vítkovice).
S výstavbou bylo započato v roce 1974. Změna projektu oddálila plné rozjetí stavby až na rok 1978. První reaktorový blok byl uveden do provozu 4. května 1985, poslední čtvrtý blok 20. července 1987. V blízkosti elektrárny bylo na řece Jihlavě vybudováno vodní dílo Dalešice s přečerpávací vodní elektrárnou o výkonu 450 MW. Vyrovnávací nádrž této vodní elektrárny slouží jaderné elektrárně Dukovany jako zásobárna vody.
Elektrárna Dukovany je určena pro provoz v základním energetickém režimu. Každý rok dodává do sítě více než 20% elektrické energie vyrobené v České republice.
Palivem je oxid uraničitý UO2 s průměrným obohacením 3,82% o štěpitelný izotop uranu 235U. Palivo je v reaktoru umístěno v 349 palivových článcích. Každý článek je tvořen 126 palivovými proutky, ve kterých je palivo hermeticky uzavřeno. Mimo to je v reaktoru 37 regulačních kazet s palivovou částí. Zlepšené parametry paliva umožnily přejít v roce 1997 z tříletého na čtyřletý palivový cyklus.
Teplo, které v aktivní zóně reaktoru vzniká štěpením jader uranu 235U, je odváděno chladicí demineralizovanou vodou, která zároveň slouží jako moderátor neutronů. Příměs kyseliny borité (max. 12 g/l, s vyhoříváním paliva se její množství snižuje) navíc přispívá k regulaci výkonu reaktoru.
Cirkulaci chladicí vody uzavřené pod vysokým tlakem v primárním reaktorovém okruhu zajišťuje šest nezávislých potrubních smyček s čerpadly a parogenerátory. V parogenerátorech předává voda uzavřeného primárního okruhu své teplo okruhu sekundárnímu. Sekundární okruh je rovněž uzavřený a naplněný demineralizovanou vodou. V parogenerátorech se sekundární voda přeměňuje na páru k pohonu turbín. Ke každému reaktoru patří dvě třítělesové turbíny s jedním vysokotlakým a dvěma nízkotlakými díly, které pracují při rychlosti 3000 ot./min. Pára je nejprve vedena do vysokotlakého dílu turbíny, kde expanduje a působením na lopatky oběžných kol roztáčí turbínu. Při expanzi se teplota a tlak snižují, ale jsou ještě dostatečné k tomu, aby pára roztáčela oběžná kola dvou nízkotlakých dílů turbíny, kam je pára z vysokotlakého dílu po vysušení a ohřátí přiváděna. Oběžná kola jsou tím větší, čím více klesá tlak páry.
V celé elektrárně je tedy osm turbín. S každou turbínou je pevně spojen generátor elektrického proudu o výkonu 220 MW (dvoupólový asynchronní alternátor generující napětí 15,75 kV a proud 9600 A).
Za turbínami pára sekundárního okruhu kondenzuje zpět na vodu v mohutných kondenzátorech, které jsou napájeny vodami terciárního chladicího okruhu. Ten je vyveden do chladicích věží, ve kterých se tato voda ochlazuje přirozeným tahem vzduchu. Na jeden blok připadají dvě věže, celkem jich tedy Dukovany mají osm.
