利用原子核裂变或聚变反应瞬时释放的巨大能量，产生爆炸作用，并具有大规模毁伤破坏效应的武器，主要包括裂变武器（第一代核武器，通常称为原子弹）和聚变武器（亦称为氢弹，分为两级及三级式）。核武器也叫核子武器或原子武器。

核武器的出现，是20世纪40年代前后科学技术重大发展的结果。1939年初，德国化学家发表了关于铀原子核裂变现象的论文。几个星期内，许多国家的科学家验证了这一发现，并进一步提出有可能创造这种裂变反应自持进行的条件，从而开辟了利用这一新能源为人类创造财富的广阔前景。但是，同历史上许多科学技术新发现一样，核能的开发也被首先用于军事目的，即制造威力巨大的原子弹。从1939年起，由于法西斯德国扩大侵略战争，欧洲许多国家开展科研工作日益困难。同年9月初，丹麦物理学家从理论上阐述了核裂变反应过程，并指出能引起这一反应的最好元素是同位素铀235。1940年夏，移居英国的法国物理学家J.F.约里奥-居里与以英国物理学家J.查德威克为首的科学家小组，赴美国参加由理论物理学家J.R.奥本海默领导的原子弹研制工作。1939年8月，爱因斯坦写信给罗斯福总统建议研制原子弹。他的建议当即得到美国政府的重视。1942年8月，美国政府正式启动名为“曼哈顿工程”的核弹研制计划，动用了60万名工程技术人员，耗资200亿美元，经过历时3年的努力，终于在第二次世界大战结束前研制出了3枚原子弹。

美国是世界上第一个拥有核武器的国家，也是迄今为止唯一使用过核武器的国家。美国于1945年研制出的3枚原子弹分别被命名为“大男孩”“小男孩”和“胖子”。“大男孩”是一枚钚弹，重约5吨，当量为1.9万吨TNT；“小男孩”是一枚铀弹，重5吨，当量为1.4万吨TNT；“胖子”是一枚钚弹，重4.54吨，当量为2万吨TNT。1945年8月其中两颗分别投掷在日本的广岛和长崎，给这两座城市带来了空前惨烈的毁灭性灾难。1954年3月1日，美国试爆了氢弹。1963年，美国又宣布研制成功了中子弹。

在美国研制原子弹的同时，英国、法国和德国也在开展核弹的研制工作，但因这些国家受第二次世界大战的严重战争影响，而未能在第二次世界大战结束前完成原子弹的研制工作。

苏联物理学家赫廖罗夫和佩特扎克也发现了铀原子核的自发裂变现象。1941年卫国战争爆发后，这一工作被迫中断。1943年初，苏联的核武器研制工作得到了全面的恢复。1945年第二次世界大战结束时，苏联也基本上掌握了原子弹的研制和生产技术。1946年苏联拨款50亿卢布用于核武器的研究工作，并建立了第一座原子能反应堆。1949年8月，苏联在阿拉尔海附近的哈萨克试验场爆炸了第一颗试验性原子装置，从而打破了美国的核垄断地位。1953年8月，苏联又进行了以固态氖化锉-6为热核燃料的第一颗氢弹试验。1952年5月15日，英国在澳大利亚蒙特贝洛岛进行了首次原子弹试验。1957年5月15日，在太平洋圣诞岛进行的首次热核试验则表明英国也掌握了氢弹的生产技术。(www.daowen.com)

法国在核武器研制方面也不甘落后，继1960年2月试爆了第一枚原子弹后，1968年8月又试爆了第一枚氢弹。其后又进行了中子弹的试验。

为了打破世界大国的核垄断，1964年10月16日，我国在罗布泊成功地爆炸了第一枚原子弹，同时我国政府明确宣布中国研制核武器完全是出于自卫，并公开承诺中国不首先使用核武器，不对无核国家使用核武器，最终目标是全面销毁核武器。随后，我国又进行了数次核试验。1967年6月17日，我国的第一颗氢弹爆炸成功。1969年9月23日，中国首次进行地下核试验爆炸和坑道自封闭技术试验获得成功。这是中国首次进行的地下核试验。1978年10月14日，中国首次竖井核爆炸试验成功。中国所进行的各次核试验都是在周密的安全防护下进行的，没有造成任何放射性伤害。1996年7月30日，中国政府宣布从当日起，中国开始暂停核试验。同年9月24日，中国等16个国家在纽约联合国总部首批签署了全面禁止核试验条约。

为了获得强大的核威慑力量，不少国家投入了大量人力、物力和财力进行核武器的研制工作，其中更直接地投入则是为了研制核武器而进行的各种类型的核试验。对于非核国家或核武器技术不够先进的国家来说，核试验往往是检验其核武器成功与否的必要途径。

核武器的问世对战后国际关系的影响是极为深远的，它加剧了美苏之间的紧张关系，成为冷战起源的一个重要因素。美苏在加紧进行核军备竞赛、争夺战略优势的同时，双方也展开了旷日持久的核军备控制谈判，以防止核战争的发生。既激烈争夺又谋求谈判，构成了东西方冷战的显著特征。