核武器，利用核反應的光熱輻射、衝擊波和感生放射性造成殺傷和破壞作用，以及造成大面積污染，阻止對方軍事行動以達到戰略目的的武器。主要包括核分裂武器(第一代核武，通常稱為原子彈）和核融合武器（亦稱為氫彈，分為兩級及三級式）。亦有些還在武器內部放入具有感生放射的輕元素，以增大輻射強度擴大污染，或加強中子放射以殺傷人員（如中子彈）。核武器也叫核子武器或原子武器。

人類曾兩次在戰爭中使用核武器，第二次世界大戰實行曼哈頓計劃的美國在日本的廣島市和長崎市投下兩枚原子彈。

至今有美國、俄羅斯、法國、英國、中國、印度、巴基斯坦、北韓及以色列宣佈擁有核武。另外烏克蘭與南非因和平原因放棄其國家的核武，屬於曾經擁有核武的國家。

被稱為“巴基斯坦核彈之父”的卡迪爾汗已經對外承認了自己向朝鮮、利比亞和伊朗三個被美國稱為“流氓政權”的國家出售核武關鍵技術。其中朝鮮已核試驗成功，利比亞卡扎菲迫於美軍壓力已宣佈放棄核武計劃，而伊朗還在因伊拉克戰爭與薩達姆被判絞刑事件持觀望態度。

國際原子能機構總幹事巴拉迪稱“有30個國家擁有迅速生產核武器的能力”，他所指的“迅速”是在三個月內就可以擁有核武器，這已經接近全世界國家總數的1/6了。而且具有生產核武器能力的國家恐怕最少應該在50個國家以上，巴拉迪同時指出聯合國每年的1.5億美元用於防止核擴散的開銷費用，根本不能有效阻止現在越來越多的國家通過擁有大規模殺傷性武器來實現“自衛”的“潮流”，核武器也可能會流入恐怖主義組織的手中。

1945年7月16日，美國進行了世界上第一次核爆炸實驗。

1945年8月6日，美國用B-29超級空中堡壘轟炸機運載“小男孩”2萬噸當量原子彈轟炸廣島。爆炸時間：8點15分43秒，城市中心12平方公里內的建築物全部被毀，全市房屋毀壞率達70％以上。關於死亡人數，日美雙方公佈數字相差甚大。據日本官方統計，死亡和失蹤人數達71379人，受傷人數近10萬。

1945年8月9日10點58分，“胖子”原子彈被投放於長崎。

此後，蘇、英、法相繼進行了核爆炸試驗，接著又進行了威力更大的氫彈試驗。據統計，地球上已記錄到約2053次核試驗。美國1093次，其中200次為大氣層核試驗（11次高空，81次中空，72次地面，36次水面），888次地下核試驗，五次水下。前蘇聯進行715次核試驗，其中大氣層212次，地下核試驗500次，水下3次。法國188次，英國43次，中國45次，印度6次，巴基斯坦6次。

核分裂武器
分裂核武透過分裂釋放能量。重核子如鈾或鈈在中子轟擊下產生分裂，分成為較輕的核子，同時釋放更多的中子，造成連鎖反應。傳統上分裂核武稱為原子彈。

大部分的分裂核武是使用化學炸藥，把在臨界質量以下的鈾-235或鈈擠壓成超越臨界質量的一塊，然後在中子照射下產生不受控的連鎖反應，釋放大量能量。起爆的方式可分為鎗式和內爆式。美國第一枚投擲在日本廣島的核武小男孩即為鎗式起爆的鈾彈。第二枚投擲在長崎的胖子為內爆式起爆的鈈彈。

一磅的鈾-235可放出大約三千七百億焦耳的能量，約為82太焦耳/公斤 (TJ/kg)。一般的連鎖反應只維持一微秒 (μs)，功率約為82 艾瓦/公斤 (EW/kg), 或每原子 200兆電子伏/秒。

核融合武器
核融合核武透過核聚變釋放能量。輕核子如氫或氦結合成較重的元素，同時釋放大量的能量。使用核融合過程的武器亦常被稱為氫彈，因為氫是核融合的常用材料。核融合核武有時亦稱熱核武器，因為它們的連鎖反應需要更高的溫度啟動。

一般的氫彈會先引爆作為前級的分裂彈，造成足夠的溫度及壓力，之後的後級核融合才會開始。後級可以無限制地連鎖起來，製成比普通分裂強力很多的核武。

分裂/核融合武器
區別核武器是於屬於分裂還是核融合核武，要靠分辯武器能量的主要來源。因為現代的核武通常結合兩種核反應：聚變需要先以裂變產生足較的溫度及壓力啟動；同時裂變在聚變開始後效率會得到提高。故此部分核武是三級設計：最先在外圍第一級先用核裂變，造成聚變條件。中部第二級聚變發生後，再引起彈頭中心的第三級的第二次裂變反應，造成裂－聚－裂反應的三級核彈。此核彈稱為三相彈、氫鈾彈、三級效應超級炸彈或骯髒的氫彈。

骯髒彈
骯髒彈（dirty bomb）現在是作為一個術語代指具有放射性、非核武器的武器。它裝填著放射性材料，爆炸的時候將放射性物質拋射散佈，造成相當於核放射性塵埃的污染，造成災難性的生態破壞。自九一一事件之後，西方政府最主要擔心的一個就是恐怖分子可能利用髒彈襲擊人口稠密區，作為區域封鎖武器，就像其他更高級的更複雜的放射性武器，可以將這個地區在以後的數年或十幾年中，退化為不適合人類居住的放射性地區。然而大多數的分析人士認為，髒彈的作用更主要體現在心理方面，而它所造成的污染可以用昂貴但是有效的凈化措施來治理。

感生放射：鈷核彈
鈷核彈的原理是在彈殼使用鈷元素。核融合釋放的中子會令鈷變成鈷-60，一種會在長期(約五年內)釋放強烈伽傌射線的同位素，目的是維持長時期的強放射污染。除了使用鈷外，亦可使用金造成維持數天污染，或用鋅及鉈造成維持數月的污染。不過由於三級的裂－聚－裂核武亦能部分達成同一目的，故此已知的核武國沒有承認有生產鈷核彈。

中子彈
主條目：中子彈
中子彈是小型的熱核武器。武器內的X射線反射鏡及彈殼以鉻或鎳製成，讓核融合中產生的中子離開彈體。高能量的中子流比其他放射更具穿透能力。一般能阻隔伽傌射線的物料通常不足以抵擋中子流。因為只有水和電解質才能吸收中子，而生物中含大量水份，所以中子流對生物產生的傷害比伽傌射線更大。原先製造中子彈的目的，是希望可以殺人而不毀物(被戲稱為「業主炸彈」或「房貸積欠款炸彈」：能殺死屋內的人，但房子無損)。中子彈所產生的熱能及衝擊波被故意減低，而中子流則被加強。但事實上中子彈的熱及火仍然會對建築物造成一定的損毀。所謂「殺人不毀物」只是相對其他熱核武器。中子彈所加強的放射，只限於引爆的一刻，與感生放射核彈的長期放射有所不同。

紅汞核彈
用氧化汞銻作為中子源的核彈，所以體積和重量大大減少。一般小型的紅汞核彈只有一個棒球大小，但當量可達萬噸。美國懷疑恐怖分子手裡的"手提箱核彈"就是紅汞核彈的一種。

衝擊波彈
它是一種小型氫彈，採用了慢化吸收電子技術，減少中子活化，削弱其爆炸後輻射的作用，部隊可以迅速進入爆炸區投入戰鬥，是一種戰術核彈。

伽瑪射線彈
它爆炸後儘管各種效應不大，也不會使人立刻死去，但能造成放射性沾染，迫使敵人離開。

電磁脈衝彈
利用核爆炸能量來加速核電磁脈衝效應的一種核彈，基本上對人體無害，但可使電器（或金屬）急速升溫燒毀。