燃料颗粒由含可裂变材料的氧化物或碳化物微球及沉积在其表面的几层难熔陶瓷材料构成。这几层材料的主要作用是约束裂变材料、阻挡裂变产物的释放。因此包覆燃料颗粒的作用相当于水堆的燃料棒，燃料核芯相当于水堆的U02芯块，几层包覆层相当于锆合金包壳，所以包覆燃料颗粒实际上是微球燃料元件。
包覆燃料颗粒的燃料核芯一般是用湿化学方法(如溶胶一凝胶法)制成的直径为零点几毫米的微球，其组分可以是铀的氧化物或碳化物，也可以是混合铀和钍的氧化物或碳化物，或是混合铀和钚的氧化物。几层包覆层是在高温下通过化学气相沉积法制得的。包覆层厚度一般为几十微米。整个包覆燃料颗粒的直径约为1mm。
