基于包覆燃料颗粒的结构设计特点，可以根据不同的使用环境来改变核芯组成和沉积层材料以及沉积层的几何尺寸，如包覆燃料颗粒的核芯可以是铀、钍、钚以及它们的混合物的氧化物或碳化物，由此提高资源利用率；用碳化锆层取代碳化硅层，可以提高包覆燃料颗粒在反应堆内的使用温度，从而提高反应堆的热效率。
另外，使用包覆燃料颗粒作为燃料可以增加堆芯设计的灵活性，如改变包覆燃料颗粒在燃料基质(如石墨)中的数量，慢化剂与燃料比值将随之改变，从而最终影响到堆芯的中子学。
除此之外，包覆燃料颗粒的高比表面值和沉积层的高热导率可以有效地提高包覆燃料颗粒与外界的热交换效率。
