核武器是指能夠利用能自我維持進行的原子核裂變或聚變反應時釋放的巨大能量，通過爆炸作用來產生大規模殺傷破壞效應的武器。核武器的威力，源于核爆炸瞬間釋放出的巨大能量。核武器投擲發射系統由運載工具、投射裝置及各種輔助設備等組成，包括彈道導彈、巡航導彈、核潛艇、戰略轟炸機等。由于核反應區迅速達到高溫高壓，整個彈體和周圍空氣介質變成了等離子氣團。在大氣層爆炸情況下，這種氣團發射出的熱輻射使周圍冷空氣加熱和增壓，最終形成高溫高壓火球并猛烈向外膨脹，壓縮周圍空氣成為以超音速向四周傳播的沖擊波，形成核爆炸的巨大殺傷破壞作用，以阻止對方軍事行動達到戰略目的。同時核武器會有光輻射、中子貫穿輻射、放射性沾染和電磁脈沖等殺傷效應。
核武器的出現，是20世紀40年代前后科學技術發展的結果，源于近代原子物理學、核物理學和量子物理學的發展。歷經數十年凝聚十幾位世界杰出科學家的智慧，奠定了核能在軍事上的應用基礎。最終在美國國家戰略的支撐下，世界上首個“核裝置”：綽號“小工具”的內爆式钚[bù]彈，于1945年7月16日在代號“三位一體”的核試驗中，于新墨西哥州的沙漠中被成功引爆，當量為1.5萬噸-2萬噸三硝基甲苯，比投在日本廣島的“小男孩原子彈”核彈當量略高。1945年8月6日和9日，美國軍隊在日本廣島和長崎市上空引爆了兩枚原子彈，造成約20萬人死亡，迄今為止這是世界沖突中唯一一次使用核武器的事件。
按照核反應類型，核武器可以分成裂變武器和氫彈。按照軍事使用的目的，核武器可以分為戰略核武器和戰術核武器，按照結構原理技術，又可以分為第一代到第四代核武器。
根據《不擴散核武器條約》，中國、法國、俄羅斯聯邦、英國和美利堅合眾國為核武器締約國除了5個國際承認的核國家，還有印度、巴基斯坦、朝鮮3個自行“宣布”擁有核武器的國家和1個“模糊國家”以色列。
發展歷史
二戰前的理論發展
1895年，德國物理學家威廉·倫琴發現了X射線的穿透作用。隨后貝克勒爾和居里夫婦先后發現了具有放射性的鈾[yóu]元素和釷[tǔ]元素。1898年，英國科學家歐內斯特·盧瑟福根據居里夫婦的研究，提出了放射性衰變理論。1911年盧瑟福正式提出了原子核模型。盧瑟福與核武器有兩個重要的預言：第一是在1920年預言了原子核內有不帶電的“中子”，第二是預言將會有釋放原子能量的毀滅性武器出現。
1905年，阿爾伯特·愛因斯坦在德國著名物理學期刊《物理學紀事》連續發表了五篇論文。其中在6月份發表了《物體的慣性是否決定其內能》一文，闡述了“狹義相對論”和著名的方程式：E＝mc2。這一公式揭示了質量和能量的關系，顯示在微觀世界內部蘊藏著巨大的能量。1913年，丹麥物理學家尼爾斯·玻爾揭示了新的原子結構模型。相對于歐內斯特·盧瑟福的原子模型，波爾將馬克斯·普朗克的量子論和愛因斯坦的光子理論應用到新的模型中，認為電子是在原子核周圍的一定軌道上高速旋轉，只有電子在軌道躍遷時才釋放或者吸收量子化的能量，從而建立了奧格·玻爾的“定態”原子模型。1933年匈牙利物理學家利奧·西拉德在移居英國后，開始從理論上探討實現核鏈式裂變的可能性，他是最早認識到中子是核鏈式裂變反應關鍵的科學家。
相對于太陽這樣宇宙中存在的聚變體，地球上很難發現自然的裂變。1938年12月，德國化學家奧托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼發現了鈾原子核裂變現象，幾個星期內多個國家的科學家驗證了這一發現，并進一步提出有可能創造這種裂變反應自持進行的條件，從而開啟了利用核能這一新能源的前景。最終在1939年1月奧地利科學家莉澤·邁特納和他的外甥弗里施，正式宣布鈾可以被中子轟擊而引發裂變。幾乎在同時，奧格·玻爾就和惠勒就提出了原子核裂變的“液滴”模型，不但描述了鈾原子裂變的機制，而且點明了鈾-235比鈾-238更容易吸收慢中子引發核裂變。
玻爾的研究就是在美國舉行的第五屆國際理論物理研討會上公布的，隨即已經移民美國的恩里科·費米和西拉德組織了專門研究核裂變的“哥倫比亞小組”，使用哥倫比亞大學的回旋加速器加速氘[dāo]核并轟擊鈹( Be) 來產生中子，再用中子轟擊鈾核。而美國科學家的發現是研制成功了高純度的石墨來作為中子減速劑，這是美國在研究核裂變上領先德國的一個重要原因。
最初美國的研究進展緩慢，1941年春天英國發表了一份報告，確認原子彈是可能的，并敦促與美國合作。美國成立了S-1委員會對核航彈研究力量進行重組，通過萬尼瓦爾·布什領導的科學研究與發展辦公室進行管轄。然而隨著項目從研究進展到開發，布什意識到缺乏資源，最終選擇向陸軍尋求支持。1942年8月13日，“曼哈頓計劃”正式成立。
二戰期間各國研究
美國“曼哈頓”工程
1942年8月13日陸軍工程兵團上校喬治·卡特利特·馬歇爾奉命，在工程兵團內建立一個新工程區，以便完成建造原子彈的特殊任務。這個工程稱為曼哈頓工程區，與這個曼哈頓工程有關的工作，被稱為“代用材料研制計劃”。1942年9月17日，國防部長任命工程兵團準將萊斯利·格羅夫斯完全負責有關“代用材料研制計劃”的一切事項。曼哈頓工程區取自該工程座落在紐約的總部的名宇。總部為原子彈計劃提供行政、建設以及日常供應的任務。這個名稱起了有效的掩飾作用，后來又取代了軍方內部的稱呼，將原子彈研制計劃稱為“曼哈頓計劃”。“曼哈頓計劃”從組織上還包括橡樹嶺的核原料生產計劃，主要承擔代號X-10的钚生產任務、代號Y-12的濃縮鈾電磁生產、代號K-25的濃縮鈾氣體擴散生產和代號S-50的濃縮鈾液體熱擴散生產，還有新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的原子彈制造計劃（代號Y）、芝加哥的核反應堆、漢福德的后處理工廠以及代號P-9的重水生產計劃。
1944年6月時，曼哈頓計劃擁有員工12.9萬人左右，包括8.45萬名建筑工、4.05萬名工廠操作員和1800名軍事人員。1年后隨著建設工程陸續完工，員工總數量降低到10萬人，但軍事人員增加到5600人。1943年，格羅夫斯從戰時勞動力委員會處取得了臨時勞動力優先權。1944年3月，戰時生產委員會和戰時勞動力委員會賦予曼哈頓計劃最高優先權。
1945年7月16日，美國在新墨西哥州阿拉莫戈多附近的一個沙漠地區進行了首次核航彈試驗，并于8月6日、9日先后在日本的廣島市和長崎市投下了兩顆原子彈。曼哈頓工程還制造了兩枚原子彈。1枚是用鈾材料制作的“小男孩原子彈”核彈，另一枚是用钚材料制作的“胖子”核彈。
德國“鈾計劃”
德國在第二次世界大戰前從人才、資源和工業能力上都具備了制造原子彈的條件。從人才上看，從1901-1939年德國獲諾貝爾自然科學獎的人數排在世界首位，德國科學家對原子理論也很深入。從資源上看，德國占據了捷克的鈾礦，本國也發現了新的鈾礦，還搶到了比利時在非洲的鈾礦石庫存，可滿足研制原子彈的需要。從工業水平上看，德國在金屬冶煉、機械制造等方面，具備制造原子彈的工業能力。
1939年4月，德國核物理學家、 漢堡大學教授保羅 · 哈特克給德國陸軍部寫信，透露物理學的發展使得發展新型大威力武器成為可能。德國陸軍部在1939年9月召開兩次會議，正式成立了“鈾計劃”（Uranprojekt），制定軍事利用核裂變的研究計劃。柏林威廉皇家研究院物理研究所被定為“鈾計劃” 的科研中心，1932年物理學諾貝爾獎獲得者海森伯格擔任所長，直接隸屬陸軍部軍備規劃局領導。
但是德軍在1941年喪失主動權后，德國的“鈾計劃”也遭到了影響。這是因為納粹德國不得不將有限的資源集中到現有裝備的生產。為此，陸軍部將“鈾計劃”的大部分任務轉交給教育部，連必要的經費都無法滿足。1942年，海森堡直接向軍備部長施佩爾抱怨缺乏經費和材料，導致德國研究已經落后于美國。但是阿道夫·希特勒對此已經失去興趣。德國科學家向施佩爾報告稱，即便得到全力支持，也需要3-4年才能研制原子彈，最終施佩爾徹底放棄了研發原子彈的計劃，將“鈾計劃”改為開發一種核能發動機。
此外從1943-1944年，盟軍的特工人員和轟炸機不斷破壞德國在挪威的重水工廠。 到了1944年6月盟軍實施諾曼底登陸，德國的“鈾計劃”已經陷入停頓。 美國和蘇聯先后組織由軍事、 情報和科學家參加的偵察小分隊，到德國搶奪搜捕“鈾計劃”的相關人員和設備。1945年初，“美國組織的“阿爾索斯”突擊隊找到了海森伯格等數名科學家以及大量“ 鈾計劃” 的實驗設備、鈾料、重水以及檔案文件。而蘇聯也俘獲了一些德國“鈾計劃”研究人員。
德國“鈾計劃”的失敗，首先是德國無法承受實施原子彈研究的大科學計劃，德國在戰時嚴重缺乏戰略資源，資金和熟練的勞動力。其次是德國的“鈾計劃”缺乏高層的統一規劃和堅強支持。第三是阿道夫·希特勒的種族歧視政策，導致大量猶太科學家的流失，削弱了自身的研發能力。
日本“ニ號研究”和“F研究”
第二次世界大戰前日本在核物理研究領域和歐美水平相差不大。日本在1937年還邀請奧格·玻爾到國內進行交流訪問以促進核能方面的研究。這些都促使日本的核物理研究達到國際水平。1937年日本核物理學家仁科芳雄研制出了小型回旋加速器，并開始原子核的分裂實驗，而仁科芳雄也開始擔心美國人將研制對付日本的裂變武器。
在二戰爆發后，日本形成了陸軍和海軍兩條平行的原子彈研發路線，即陸軍的“ニ號研究”和海軍的“F計劃”。1940年，陸軍航空技術研究所所長安田武雄通過詢問仁科芳雄，向時任陸軍大臣的東條英機等陸軍高層進行匯報時稱，“實現鈾分裂的理論，用工程學的方法能制造威力巨大的新式武器 。”東條表示同意進行核武器開發。1943年1月仁科芳雄提交秘密報告，稱“制造原子彈是可能的”。東條英機命令仁科研究室進行秘密的“ニ號研究”（ニ代表仁科芳雄）， 并由航空本部直接管轄。
在海軍方面，日本海軍技術研究所在1939年成立了“原子核物理研究工作組”。1943年5月，由于日本海軍迫切需要新式武器挽救敗局，因此委托帝國大學理學部的荒勝文策教授進行代號“F計劃”的核航彈研究。 “F計劃”是以“核裂變”( Fission) 英語的首字母命名的 。
在研究思路方面，海軍的“F計劃”與“仁計劃”方法和路徑不同。在裂變反應方法上，“仁計劃”研究“慢中子”裂變過程，而“F計劃”則選擇對“快中子”的反應進行研究，在解決濃縮鈾分離方法上的選擇不同。“仁計劃”采用的是熱擴散法進行鈾濃縮提純。“F計劃”則確定采用離心分離法。日本原子彈研究以失敗告終，主要包括兩方面原因，第一是沒有形成合理的核武器開發機制。日本海軍和陸軍分別主導推進核武器的研發，還要受到其他武器研發項目的擠壓，嚴重影響了核武器的開發進度。第二是日本嚴重缺乏鈾礦資源。仁科芳雄承認沒有充足的鈾礦石，日本不可能制造出原子彈。
英國“管合金”計劃
1932年英國物理學家詹姆斯·查德威克發現了中子，奠定了中子轟擊鈾原子核引發鏈式反應的研究基礎。1940年3月英國伯明翰大學兩位科學家魯道夫·皮埃爾斯和奧拓·弗里希發表備忘錄，最先指出了核航彈制造的可行性。女王陛下政府隨即在4月成立了一個負責核研究的莫德委員會。該委員會在1941年7月出具報告稱：制造原子彈的計劃是可行的。1941年8月，溫斯頓·丘吉爾啟動了研制原子彈的“管合金”計劃。英國被認為是全世界第一個明確研發原子彈的國家。
“管合金”計劃展開后，得到了英國政府大批撥款。到了1942 年末，英國核研究已形成規模，反應堆、工廠、實驗室等工程的建設獲得大量投資。英國在原子彈的結構和稀有鈾同位素的分離方法上，都取得了巨大進展。英國物理學家提出氣體擴散法分離鈾-235 的理論，對后來原子彈研制影響重大。但是由于德國對英國的轟炸，英國本土已經不具備研發原子彈的條件。英國在1942年評估美國已經在原子彈研究上反超。
1943年8月19日，羅斯福與丘吉爾簽訂了一個協議，即“魁北克協議” ，標志英國的“管合金”計劃正式和美國的“曼哈頓”計劃合并。“魁北克協議” 對雙方的地位進行了一些規定，例如原子彈研制成功后， 其使用必須征得兩國政府的同意；英國只能獲得關于原子彈的科學知識，而制造技術則受到限制，只有美國人同意才能提供; 兩國不相互使用原子彈；不向第三方泄露“ 管合金”的情報等。“魁北克協議” 實際奠定了英美兩個核武國家特殊合作關系的基礎，美國在美蘇冷戰期間和英國共享了大量的核技術，而英國通過參加“曼哈頓”工程，基本掌握了制造核航彈的技術，并為戰后英國在1952年進行核試驗研發核武器進行了技術準備。
蘇聯核武器計劃
在1938年核裂變現象發現后，蘇聯科學家就意識到了其中的軍事價值。而從1941年8月份開始，蘇聯駐外情報機構就不斷向國內發出英美進行核能軍事利用研究的情報。1942年4月，蘇聯紅軍從一個死去的德國高級軍官身上的筆記本中，發現了寫有與核能利用有關的公式和圖表。這促使在1942年9月28日，蘇聯國防委員會秘密發布 《關于組織開展鈾研究》 的第 2352CC號令，開始核航彈的研究。但是由于缺乏高層的直接行政領導和協調，項目進行并不順利。
因此在1943年2月，維亞切斯拉夫·莫洛托夫再次簽署并秘密發布了國防委員會第 2872CC號令，責成由人民委員會副主席米哈伊爾·別爾烏辛和卡夫塔諾夫以及核物理科學家庫爾恰托夫共同領導，其中庫爾恰托夫領導原子彈理論實驗的2號實驗室。但是蘇聯對原子彈計劃的推進并不滿意。庫爾恰托夫認為：要想在最短時間內順利實施核計劃，完成制造原子彈的任務，必須組建一個專門的、獨立的、國家層面的組織領導機構，必須指派一個極具權威的、特別強勢的、直接負責的領導人。
1945年7月17日，波茨坦會議召開。美國總統哈里·S·杜魯門在會議上故意向約瑟夫·斯大林透露美國已經研發出一種威力巨大的新型武器。1945年8月，美國先后在廣島市和長崎市投下兩枚原子彈。對于美國的核威懾，斯大林在1945年8月20日簽署了《關于國防委員會專門委員會》第 9887сс /оп號決議，賦予核航彈研制計劃最高的國家定位。該決議由斯大林本人親自過問簽發，最終成立一個擁有特權的專門委員會，拉夫連季·貝利亞任主席，負責對核計劃的全面領導和情報收集工作，萬尼科夫任副主席，負責核工業和核設施建設，庫爾恰托夫被被任命為2號實驗室主任、核計劃首席科學家。至此蘇聯建立了國家最高級別的原子彈計劃組織領導層級體系。
在原子彈專門委員會成立后，蘇聯的原子彈研究進入快速發展階段。1946年6月，蘇聯明確了在 2 號實驗室的領導下研制 РДС-1 和 РДС-2 兩種型號的核航彈。原子彈的每個元件都有研究小組集體攻關，多采用2-3 個研究小組平行研究的方法，要確保第一顆原子彈按期成功試驗。1949 年8月 29日早7時，蘇聯第一顆原子彈在哈薩克斯坦謝米巴拉金斯克核試驗場成功試爆。
冷戰競賽
第二次世界大戰期間，美蘇基于共同的戰略需求結成同盟，但對蘇聯的“遏制”思維，美國從來沒有放棄，而且隨著戰局的變化，美國開始將蘇聯視為未來最主要的對手和安全威脅。在第二次世界大戰結束之前，美國軍方就開始策劃對蘇聯實施核打擊。1946年1月初，美國軍隊高層建議使用轟炸機，向蘇聯投擲196枚核航彈，旨在給蘇聯工業基礎以毀滅性打擊。第一次柏林危機期間，美國軍方進一步完善了對蘇核打擊的規模，曾計劃在一個月的時間內對蘇聯的70個城市和工業中心投擲133枚原子彈。即使在1949年8月蘇聯爆炸原子彈后，美國仍然認為蘇聯雖然擁有了原子彈，但數量不會很多，而美國仍可以利用核武器優勢對蘇聯發動預防性戰爭。直到20世紀50年代中期，隨著美蘇力量對比的變化，美國決策者意識到，美國不可能在核戰爭中迅速取得勝利。
50年代后期，蘇美走上軍備競賽的道路。一開始美國核力量超過蘇聯。1962年，美國擁有洲際彈道導彈近300枚，而蘇聯僅有75枚。到1964年，美國的洲際彈道導彈以4 : 1優勢勝過蘇聯，潛射導彈數量是蘇聯的10倍，遠程轟炸機是蘇聯的7倍，核彈頭是蘇聯的17倍。面對這種情況，蘇聯全力以赴加緊研制和生產核武器，到60年代末趕上美國。從1972年美蘇簽署第一階段限制戰略武器條約至1980年，美國的戰略運載工具增加了48件，蘇聯增加了415件，同年，美國的核彈頭數目達到9000個，而蘇聯為7000個。1985年美蘇擁有的彈頭數目分別增至9400個和8000個。美蘇在地基洲際彈道導彈、轟炸機、潛射洲際彈道導彈等核武器投送手段上旗鼓相當。在戰術核力量方面，美蘇兩家的競爭也很激烈。50、60年代蘇朕生產的SS-1、SS-5中程導彈已被射程更遠、命中精度更高的多彈頭ss20中程導彈所取代。1979年，蘇聯擁有擁有140枚這類導彈，到了1984年增至378枚。蘇聯的“逆火”式轟炸機也是一種先進的戰術核武器運載工具，以每年30架的速度加緊生產。美國在戰術核武器方面的競賽中最初領先、中途落后于蘇聯，但是在70年代末開始追趕蘇聯。
愈演愈烈的核軍備競賽使美蘇雙方都付出了高昂的代價，迫使兩國進行核軍備控制談判。1968年7月1日，美蘇簽署《防止核武器擴散條約》，確定有核締約國不得將核武器讓與任何其他國家。1972年5月底，美蘇簽署了《關于限制反彈道導彈防御系統條約》《關于限制進攻性戰略核武器的某些措施的臨時協定》。1979年6月18日，卡特和列昂尼德·勃列日涅夫在維也納簽署了《關于限制進攻性戰略武器條約》即《第二階段限制戰略武器條約》，確定至1981年底雙方進攻性戰略武器運載工具限額各為2250件。1987年12月，里根與米哈伊爾·戈爾巴喬夫在華盛頓哥倫比亞特區簽署了《美蘇關于銷毀中程導彈和中短程導彈條約》(即《中導條約》)，規定兩國應在條約正式生效后立即停止所有射程為500-5000公里中程和中短程導彈的生產和試驗。1991年7月，美蘇領導人簽署了《削減戰略武器條約》，條約規定雙方戰略核武器各削減30%。
后冷戰時代
冷戰的終結，消彌了兩極對抗導致的恐懼，也使核武器從兩極體制的控制下解放出來，使核擴散具有了一定的可能性與必然性。核武器在全球的擴散成為冷戰后各國普遍關注的焦點。核擴散主要發生在中東、南亞、北非和東北亞等地區。核擴散基本發生在發展中國家，其所在地區多是歷史上的沖突多發地區。如南亞，自1947年印巴分治以來，雙方已爆發了三次大規模戰爭。此外在后冷戰時代，蘇聯的核保護傘不復存在，而美國核保護的可靠性也受到懷疑。失去了核保護或失去對核保護信任的國家很自然地把謀求擁有核能力作為其主權國家生存下去的手段。
在后冷戰時期，印度將核武器視為“大國”的標志。印度由于 《不擴散核武器條約》被排除在核武器國家行列之外。但當美國有意用印度來制衡中國的時候，該條約對印度的阻力變小了。美國在付出一些外交代價之后與印度達成了核武器協議，事實上承認了印度的核武器國家地位和大國地位。此外出于生存和提升國家地位的目的，以色列、巴基斯坦和朝鮮也擁有了核武器。以色列周圍都是阿拉伯國家，朝鮮擔心韓國會在美國支持下統一半島，而巴基斯坦擔心被印度征服。而開發核武器不但能保證國家生存，還提升了本國在地區的地位。
《不擴散核武器條約》自生效以來的四十年，取得了一些成效。由于條約的制約，世界上新的核武器國家只增加了以色列、印度、巴基斯坦和朝鮮四個國家。如果沒有這一條約，世界上的核武器國家則可能會有更多。當代國際法不能強迫主權國家是否加入某個特定的國際條約，是否接受防擴散原則仍依據各國的國家利益與需求來獨立判斷。以色列、印度和巴基斯坦拒絕入約和朝鮮退出條約，均屬正常主權訴求。不是所有國家都認為核不擴散有利自身國家安全。
美國在冷戰后的行為也在損害核不擴散的道義基礎。冷戰后，美國回避核裁軍，片面強調防擴散，同時強化核武器的實用性。2005年美著手“可靠替換彈頭”的可行性研究，2006年4月，布什政府公布了核武器制造與研制設施的現代化改造計劃，還以反恐為借口模糊常規武器與核武器界限。美國還研究在洲際導彈和核潛艇上安裝常規彈頭，實施戰略打擊行動。在增強核攻擊能力的同時，美國戰略防御能力也有了新的進展，其標志就是導彈防御系統開始進入實際部署階段。美GMD于2006年1月初步具備了導彈防御能力。在東亞，美日聯合部署導彈防御系統，使用“宙斯盾”戰艦裝備標準-3海基攔截導彈，搭配陸基反導攔截武器構成多層攔截的系統。此外美國以意識形態和地緣利益為由，執行雙重標準，損害了核不擴散機制的可信度。
大國競爭
2017年12月，特朗普政府在其《國家安全戰略》報告中指稱，要與中俄展開“戰略競爭”。2019 年 2 月 2 日，美國宣布開始停止履行冷戰時期與蘇聯達成的重要軍控條約——《中導條約》，180 天后將考慮是否完全退出該條約。從目前的形勢發展來看，大國進入“新冷戰”的可能性不高，因為各國不可能擁有或動用類似冷戰期間的財力和物力來進行核軍備競賽。但是在局部領域，為了爭奪戰略制高點，大國會采取一種非對稱的競賽手段，打破對方的優勢。
隨著大國競爭成為國際關系的主軸，美國戰略界已經針對是否應重拾有限核戰爭理論展開了廣泛討論。一些觀點認為，由于俄羅斯和中國等競爭對手核、常規軍事能力的大幅增強，美國應該做好打有限核戰爭的準備，以增強威懾可信度，并在必要時使用核武器擊敗對手。有限核戰爭理論來自美蘇冷戰時期，主要提出了三項關鍵假設：第一，使用核武器可以實現政治目標；第二、核武器的使用可以得到控制；第三、核沖突可以保持 “有限”，而非不可避免地走向相互毀滅。在2014年克里米亞危機后，美國一些學者認為世界進入“第三核時代”，冷戰后美國的核戰略已不足以應對新的安全威脅，因此主張要重新借鑒有限核戰爭的理論邏輯以及相關政策經驗，強化核武器對于國家安全的作用。特朗普政府依據有限核戰爭理論的邏輯對美國核政策做出了重大調整，開發新型低當量核武器。拜登政府的重點將來自中國與俄羅斯的所謂 “有限核打擊”作為美國的主要核威脅，并提出了 “量身定做”的威懾戰略，針對性地部署 W76-2潛射導彈彈頭和空射巡航導彈等低當量核武器，還給F-35A戰斗機配備新型 B61-12核航彈。
2022年10月18日，中國裁軍大使李松18日在第77屆聯合國大會第一委員會就核裁軍問題發言稱：中國一貫主張全面禁止和徹底銷毀核武器。中國鄭重承諾任何時候和任何條件下都不首先使用核武器，并承諾無條件不對無核武器國家和無核武器區使用或威脅使用核武器。中國始終將核力量維持在國家安全需要的最低水平，不與任何其他核武器國家開展軍備競賽。中國主張美國和俄羅斯作為依然擁有最龐大核武庫的核超級大國，應繼續履行核裁軍責任，為最終實現全面、徹底核裁軍創造條件。李松稱，2022年1月五核國領導人發表聯合聲明，申明“核戰爭打不贏也打不得”。這一歷史性聲明必須得到嚴肅認真的恪守。
2023年2月28日俄羅斯總統弗拉基米爾·普京簽署關于俄暫停履行《新削減戰略武器條約》的法律，何時恢復履行將由俄總統決定。《新削減戰略武器條約》由俄美兩國于2010年簽署，條約有效期至2026年2月5日。俄美《中導條約》2019年失效后，這一條約成為兩國間唯一軍控條約。2023年10月30日，美國軍隊宣布計劃研發新型核彈，其威力將達到美國此前對廣島市投放原子彈的24倍。新核彈的型號將命名為B61-13型，由之前的老型號核彈頭改進而成，預計爆炸當量相當于36萬噸TNT炸藥，而美國1945年投至日本廣島市的原子彈當量為1.5萬噸TNT。
2024年1月19日，朝鮮中央通訊社報道，朝鮮進行了水下核武器系統試驗。1月26日，美國國防部文件顯示，美國計劃在英國薩福克郡的拉肯希思皇家空軍基地部署核武器，原因是“來自俄羅斯的威脅與日俱增”。這是自2008年美國從英國撤出核彈頭后，十余年來首次計劃在英國部署核武器。
2024年，中國向《不擴散核武器條約》第十一次審議大會第二次籌委會提交了《關于互不首先使用核武器倡議的工作文件》，倡議核武器國家談判締結“互不首先使用核武器條約”。對此，2024年10月16日，中國外交部發言人毛寧表示，中國在任何時候、任何情況下，都不會首先使用核武器。歷史與現實證明，不首先使用核武器政策，有助于增進戰略互信，推動核裁軍進程，有效減少戰略風險，促進全球的戰略平衡與穩定。
原理
1905年，阿爾伯特·愛因斯坦提出了著名的“質能轉換”方程，指出任何具有質量的物體，都貯存著巨大的內部能量，而只要有能量的變化，就會有質量的變化，能量和質量是能夠相互轉化的。這一理論被認為是原子彈的基礎。但愛因斯坦在創造這一理論時，并沒有想到原子彈這種武器。從“質能轉換”方程到最終鈾原子核的鏈式裂變反應以及核聚變武器，需要一系列的理論基礎。原子彈應該稱為原子核彈，在核物理專業中稱為裂變彈；氫彈應該稱為氘彈，專業叫法為聚變彈。
首先需要發現原子核的存在。1911年英國物理學家歐內斯特·盧瑟福，通過使用鐳作放射源，進行α粒子射擊金箔的實驗，發現有些α粒子被彈回來了，因此盧瑟福認為原子中存在堅實的帶正電的“原子核”。通過研究氫原子，可以確定質子肯定是構成原子核的組成部分。1932年詹姆斯·查德威克發現了中子。
在核聚變和核裂變的發現過程中，輕核聚變要早于重核裂變。這是因為大自然就存在輕核聚變的現象。20世紀初以前，太陽和星星發光一直是人類無法解釋的奇觀。1920年，英國天體物理學家亞瑟·埃丁頓根據阿爾伯特·愛因斯坦的相對論首次提出，恒星的能量來自于內部氫聚變為氦的過程。1933年，澳大利亞科學家馬克·奧利芬特與歐內斯特·盧瑟福等人合作，第一個通過實驗證明核聚變的存在，還發現了氦3和氚原子核。奧利芬特發現，當氘核與氦3、氚核或其他氘核發生反應時，釋放出的粒子所具有的能量遠遠超過它們開始時的能量，這意味著結合能已經通過聚變從原子核內部釋放出來。
相對于太陽這樣宇宙中存在的聚變體，地球上很難發現自然的裂變。在原子核這個微觀世界中，量子力學發揮作用，無法精確的觀察原子核的結構，而且無法通過薛定諤方程來描繪重原子核這種量子多體系統，因此必須要假設一個非常容易處理和理解的簡單模型，來理解原子核的結構。
1929年，俄裔美國物理學家喬治·伽莫夫推出了原子核的液滴模型。該模型將原子核描述為一滴液體。如果給予足夠的額外能量（如通過吸收中子），原子核可能會扭曲成啞鈴形狀，然后在中間分裂成兩個幾乎相等的碎片，然后釋放能量。雖然這個模型不足以解釋所有核反應現象，但該模型的理論基礎提供了對原子核平均特性的估計。而這種能量，就是原子核的結合能。
液滴模型的出現，為核裂變武器的誕生奠定了基礎。在1932年中子被發現后，科學家開始用它來轟擊原子核來進行探測。1934年，意大利科學家恩里科·費米用戶中子轟擊鈾，產生了第一個比鈾重的元素。在費米之后，奧地利猶太裔女科學家麗莎·邁特納，以及德國化學家奧托·哈恩以及化學家弗里茨·斯特拉斯曼也開始合作用中子轟擊鈾和其他元素并確定一系列衰變產物。1938年12月16日，奧托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼進行了“鐳間皮分餾”實驗，結果令奧托·哈恩困惑，因為在用中子轟擊鈾后，它分裂成了兩半，并且產生了許多β放射性核素。哈恩給已經逃亡國外的莉澤·邁特納寫信描述了這一現象。邁特納和她的侄子奧托·弗里施認為，應該借鑒液滴模型來研究這一問題，即鈾原子核在遭到中子轟擊后，原子核像液滴一樣分離，并釋放出能量，而這兩個子核加在一起的質量，要比原有的鈾原子核少大約20%。而釋放的能量就來自損失的質量。1939年1月份邁特納和馬克斯·弗里施將這一過程寫成論文寄給《自然》雜志，并將這一分裂的過程稱為“裂變”。1939年2月，奧托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼則發表了他們的論文，首次使用了Uranspaltung （鈾裂變）一詞，并預測在裂變過程中將有額外中子的存在和釋放，開啟了核鏈式反應的可能性。
核武器裂變反應
鏈式裂變反應
要實現原子核裂變產生巨大的爆炸能量，必須使大量的鈾原子核在短時間內發生裂變，也就是發生鏈式裂變反應。盡管1933年匈牙利物理學家利奧·西拉德就構想了核鏈式裂變的可能性，但必須要在實驗中再現。恩里科·費米的工作就是先要證實裂變鏈式反應的存在，這才能實現原子彈。
從1939年開始，費米就開始在哥倫比亞大學重點研究實現可以自持的裂變鏈式反應。當時費米認為只要有足夠的中子，就能夠引發裂變鏈式反應，但關鍵是能夠讓中子減速，石墨是一種非常有效的減速劑。1940年，費米在哥倫比亞大學的禮堂地下室內使用50噸石墨和8噸的氧化鈾建造一個亞臨界的反應堆。1940年加州伯克利分校的科學家格倫·?博格發現了钚-239這種超鈾元素。钚-239在受到慢中子轟擊后能夠和鈾-235一樣的方式進行裂變，這就產生了第二種制造原子彈的方法。钚-239可以通過中子輻照鈾-238來不斷產生。這就意味著恩里科·費米對反應堆研究的重要性，因為這不但能證實裂變鏈式反應的存在，而且還能制造原子彈所需的裂變材料。
1942年6月，費米開始主導建設芝加哥1號堆（CP-1）。CP-1由45000塊石墨磚組成，每2塊石墨磚中間放置1個鈾塊。1942年12月2日，費米下令將所有的控制棒從反應堆中抽出來，反應堆達到了臨界狀態，自持的裂變鏈式反應出現了。費米不僅證實了核鏈式裂變存在，而且還實現了核能量緩慢和可控的釋放，為開發利用核能作為動力奠定了基礎。
恩里科·費米的發現表明，自持裂變鏈式反應發生的條件，是實現中子增殖，也就是中子被裂變核吸收并且發生裂變放出裂變中子，也就是“中子增殖系數”。如果這個系數為1，意味著系統為臨界狀態，即每一代裂變中子數保持不變，鏈式反應可以自持下去，而且裂變數始終保持不變。如果這個系數大于1，則為超臨界狀態，即每一代產生的中子數比前一代的增加，裂變鏈式反應不但可以自持，而且裂變的數目一代代增加。對核武器來說，這個系數盡可能大于1，這就意味著核爆炸發生。如果這個系數小于1，則系統為亞臨界狀態，最后裂變鏈式反應停止。
臨界質量
無論是原子彈還是核反應堆，一個核燃料系統達到臨界狀態的體積，就是臨界體積，相應的質量就是臨界質量。對于核武器而言，臨界質量越小越好。各種實驗已經發現，鈾-235和钚-238的中子增殖性能很好，鈾-235原子核在收一個中子后放出的平均中子數為2.21個，而钚-238為2.61個。這就意味著钚-238的臨界質量可以做到更小。根據測定，高濃縮度鈾235臨界質量約為50公斤，武器級钚-239其臨界質量約為16公斤。
實現可實用的核武器，就需要盡可能減低臨界質量。減低臨界質量除了選擇增殖性能好的裂變材料之外，還可以通過其他設計來實現。例如核材料應該設計成圓形，這樣就能夠盡可能降低中子泄漏的幾率。此外還可以在核材料的外部增加中子發射層，這樣就可以減少臨界質量。
對臨界質量的估算，是研制原子彈的一個重要方面。在第二次世界大戰前德國也啟動對核航彈的研制，但最終失敗。其中一種重要原因就是德國核物理的領軍人物海森伯格對于原子彈的臨界質量估算錯誤。海森堡的模型是核反應是從鈾-235球心向周邊擴展的。在這一過程中，將有10的24次方個鈾-235原子核發生裂變。海森堡計算認為，在中子達到鈾-235球表面之前，必須和這些鈾-235原子核發生碰撞并產生分裂。因此他計算原子彈的鈾-235球最小半徑為54厘米，質量超過1噸，這意味建造實用的原子彈根本不可能。而海森堡在聽到美國軍隊用原子彈轟炸廣島市的消息后，仍然不相信原子彈的存在。這因為海森伯格沒有獲得正確的自持鏈式裂變反應的理論，因此也就無法得出正確的核武器臨界質量。
核武器聚變反應
實現聚變反應的關鍵，就是需要極高的溫度。這是因為要讓輕原子核融合，例如一對氘核，或一個氘核和一個氚核足夠緊密地緊靠在一起，其中心距離不能大于米，需要克服的電勢勢壘達到144千電子伏。只有溫度越高，輕原子核的動能越大，越有可能克服原子核之間的電位勢壘。單純從輕原子核的動能來計算，發生核聚變反應的溫度約為5.6億攝氏度。但由于原子核的動能比平均值大，而且勢壘穿透效應那些動能較低的原子核也有一定的幾率發生融合，因此實際的熱核爆炸需要大約6千萬攝氏度就能發生。鈾-235吸收一個慢中子，發生核裂變，釋放出6.4兆電子伏的核結合能。而氘氚每個核子大約釋放出3.5兆電子伏的結合能。同樣質量的核燃料，聚變反應會比裂變反應放出更多的能量。一公斤氘氚完全聚變放出的能量，相當于8萬噸三硝基甲苯爆炸的能量，比一公斤鈾-235完全裂變放出的能量大3—4倍。
而制造6千萬攝氏度的高溫，就要靠原子彈爆炸來提供。氫彈必須包含兩個部分：為創造自持熱核反應條件而專門設計的用于引爆的原子彈 （通常稱之為“扳機”）和熱核聚變裝料。氫彈的巨大威 力主要來自熱核聚變釋放的能量。它的原理是首先引爆原子彈，核裂變釋放出的能量使熱核裝料（氘化鋰—6）加熱達到高溫。此外原子彈裂變釋放的中子轟擊氘化鋰—6中的鋰—6產生氚，然后產生的氚與氘以及氘與氘發生熱核聚變反應釋放巨大能量，氚與氘反應又放出更多的中子，繼續轟擊氘化鋰—6，形成了更多的反應循環。在氫彈中燒掉1公斤氘化鋰-6，釋放的能量可達4-5萬噸 三硝基甲苯 當量。此外在熱核裝料外如果還加上一層鈾—238，讓聚變產生的快中子打到鈾—238上，還可引起裂變，進一步增強熱核爆炸的威力和輻射強度。
原子彈爆炸可以達到百萬度、千萬度的熱力學溫度。但是把氘氚材料放進原子彈里，并不一定發生聚變反應因為原子彈爆炸以后，裂變材料會急速膨脹，溫度、密度迅速下降。氘氚沒來得及反應或者只能進行很短的反應，就會被打散而熄滅。這樣，雖然有一些聚變反應的能量放出，但比裂變能量少得多，不能稱之為氫彈。之所以叫氫彈，應該是聚變反應放出的能量很多。氫彈的原理并不深奧，真正的奧秘是技術上如何實現，怎么創造高溫高密度同時結合在一起的條件。
分類
按照核反應類型劃分：核武器主要包括裂變武器（第一代核武，通常稱為原子彈）和聚變武器（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氫，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）。主要利用鈾-235或钚-239等重原子核的鏈式裂變反應制成的核武器，叫做裂變武器；主要利用氘、氚 等輕原子核的熱核聚變反應制成的核武器，叫做氫彈。
按核武器結構原理劃分：可分為第一代到第四代核武器。第一代是裂變原子彈，包括聚變助爆的加強型原子彈；第二代是氫彈熱核武器，包括中子彈（增強輻射彈）和沖擊波彈（減少剩余輻射彈）；第三代是核激勵X射線激光器等激光武器；第四代是利用介子進行冷聚變。
按投擲發射系統劃分：可分為核導彈、核炸彈、核炮彈、核深水炸彈、核魚雷、核地雷等。
按作戰使用劃分：一類是用于襲擊對方戰略目標和防御己方戰略要地的戰略核武器；另一類是用于支援陸、海、空戰場作戰打擊對方戰術目標的戰術核武器。但是這類劃分方法與地理條件、社會政治因素有關，界限并不是十分嚴格。例如蘇聯有“戰役戰術核武器”的說法，美國有“戰區核武器”的說法，都把可打擊戰略目標的中遠程、中程核導彈也劃進這一類。
按威力大小劃分：可分為高威力核武器(百萬噸TNT當量級)，中等威力核武器(數十萬噸TNT當量級)和低威力核武器(萬噸TNT當量級以下)。
毀傷效應
核爆炸有五種殺傷破壞因素：即光輻射(也稱熱輻射)、沖擊波、瞬時核輻射、放射性沾染、核電磁脈沖。此外大規模核戰爭引發的“核冬天”也是一種破壞效，但外界對此存在爭議。
光輻射
核爆炸所釋放的能量中，約有1/3是以光輻射的形式放出來。當核武器在空中爆炸后，在大約百分之幾至十分之幾秒時間內形成一個表面溫度比太陽溫度還高(太陽表面溫度約6000度)的火球。大部分的光輻射在爆炸后十幾秒鐘以內發射出去，然后光輻射就不起作用了。光輻射的殺傷破壞是著火燃燒。如果是50萬噸三硝基甲苯當量的彈頭爆炸，在半徑4公里內無防護的人，都會發生嚴重的四等重度燒傷傷害，一次核爆炸可能會導致 10000 人需要專門治療的嚴重燒傷。在一場全面核戰爭中，可能會有數百萬人被燒傷。而像美國這樣的國家治療燒傷的設施最多容納2000人。
沖擊波
核爆炸時間極短，只有百萬分之幾秒，而釋放出來的能量巨大，這就使得爆炸中心的溫度上升達幾百萬甚至幾千萬度，爆炸中心的最大壓強也高達十幾億甚至數百億大氣壓。這樣高的溫度和壓強下的蒸氣，迅速地向四周膨脹，強烈地壓縮周圍的空氣層而形成沖擊波。沖擊波以超音速從爆炸中心向四周擴散。沖擊波摧毀房屋、建筑和工程設施，可以導致人體、損傷器官而造成傷亡。如果是50萬噸TNT當量的彈頭爆炸，在半徑2.5公里內無防護的人，都會發生嚴重的四等極重度沖擊傷，包括嚴重的顱腦、脊髓損傷，胸、腹腔破裂，內臟擠壓傷，甚至肢體離散。防沖擊波的主要辦法是修筑工事人防工事都可以防沖擊波。沖擊波的效果取決于核武器引爆的位置。空爆對建筑物破壞最大，因為空爆產生的沖擊波會在地面反射，從而增強其破壞力。如果在地面爆炸，會挖出一個巨大的彈坑并粉碎附近的一切，但其爆炸效果不會延伸那么遠。對城市的核攻擊可能會使用空中爆炸，而地爆一般將用于加固的軍事目標。
瞬時核輻射
瞬時核輻射指的是核爆炸后一分鐘內釋放的核輻射，也稱早期核輻射。在釋放的許多種輻射中只有中子和γ射線才具有重要的毀傷意義。瞬時核輻射占總能量的5%。但能量高，不帶電，貫穿力強，故又稱貫穿輻射。中子輻射是在核爆炸發生的最初幾微秒中由彈頭裂變和聚變過程產生的中子。伽馬輻射主要來自裂變反應和裂變產物的衰變。瞬時核輻射對建筑物不起破壞作用。如果是50萬噸三硝基甲苯當量的彈頭爆炸，在半徑2.5公里內無防護的人，都會發生嚴重的4級極重度放射病，不及時治療會全部死亡。但是由于房屋等建筑物的阻擋，核武器爆炸后瞬時核輻射造成的死傷比例較小，而真正無防護靠近核武器爆心的人，更多是被沖擊波和熱輻射直接殺死。
放射性沾染
放射性沾染主要是降落下來的裂變碎片，其次是早期核輻射的中子、γ射線射入地表物質里感生的放射性粒子。它約占核爆總能量的10%。沾染粒子可滲人幾厘米的土層，難于清除,散布范國廣。這些放射性粒子的半衰期可以幾分之一秒到幾百萬年不等。但短半衰期的最多，所以沾染區輻射劑量下降很快。人們若要通過放射性沾染地段，必須穿防護服。放射性沾染與核武器的爆炸方式有關。核武器空爆對當地的核沾染相對較小，但會上升到平流層順風擴散到數千公里之外。而核武器地爆則炸出一個巨大的彈坑，并將成噸的土壤、巖石和其他粉狀物質卷入上升的云層中。放射性物質附著在這些較重的顆粒上，在相對較短的時間內落回地面。在當地形成強烈的放射性沾染。
核電磁脈沖
核爆電磁脈沖能量很小，一般原子彈爆炸約占總能量的千分之一。但在高空爆炸時，其作用會對電子學系統造成破壞和干擾。蘇聯和美國專門進行過20次核爆炸電磁脈沖試驗。美國評估核爆電磁脈沖的作用距離大約為3.2 公里至8公里。核爆電磁脈沖的強電場和磁場會大面積損壞未受保護的電子設備和電子設備，包括通信基礎設施（基站、電信交換機、天線、雷達）將受到重大影響，將沖擊通信、計算機和計算機系統以及其他基本電子設備，很可能導致醫院設備、加油站和關鍵基礎設施的計算機設備癱瘓。核爆電磁脈沖還可能影響車輛電子設備，導致車輛失控。
相關技術
設計
原子彈構型設計
原子彈設計的基本原理是使最初處于次臨界狀態的裂變裝料在瞬間達到超臨界狀態并適時地用中子源提供適量中子觸發裂變鏈式反應并發生核爆炸。由次臨界達到超臨界狀態的方法有“槍式”（壓攏型）和“內爆式”（內爆式核武器）兩種。此外還有加強型原子彈。
“槍式”原子彈：其結構原理是把次臨界質量的圓柱形鈾塊(“鈾子彈”)和另一個次臨界質量、帶有圓柱形凹槽的鈾球分開放置。分開后的原子彈中的兩個鈾塊都不會引起裂變鏈式反應。若要引發核爆炸，要通過雷管點燃烈性炸藥，由化學爆炸產生的強大推力使“鈾子彈”迅速射向鈾球并進入圓柱形凹槽內，使整個系統瞬間達到臨界和超臨界狀態，并適時地由中子引爆器產生的中子觸發，立即發生強烈的鏈式裂變反應。如鏈式裂變反應能在超臨界系統瓦解之前達到足夠多的“代”數，就會產生強烈的核爆炸。1945年8月6日美國投到廣島市的第一顆原子彈就是“槍式”構型原子彈。
“內爆式”原子彈：這種原子彈的結構原理，是把一塊處于次臨界狀態的裂變裝料（鈾-235或钚-239）的球體放于原子彈的中心，四周被化學炸藥包圍，在使用前不會引起裂變鏈式反應。若要引發核爆炸，則是先點燃高能化學炸藥，利用化學爆炸產生的內聚沖擊波和高壓力，壓縮中心處于次臨界狀態的裂變燃料球體，使其密度急劇升高。由于臨界質量與密度成反比，使得裂變裝料達到超臨界狀態。這時中子引爆器適時地產生大量中子，引發劇烈的鏈式裂變反應從而產生核爆炸。與槍式相比，內爆式構型更為先進，因為裂變材料用量少利用率高，但技術更復雜。美國在1945年7月16日進行的第一次核試驗和后來在日本長崎投下的代號“胖子”的原子彈都屬“內爆式”钚彈。
加強型原子彈：從單位質量講，聚變釋放的能量要比裂變釋放的能量高。原子彈裝料里加一些聚變材料，在原子彈爆炸的高溫下，引起聚變反應，聚變放出的中子又可以加強裂變反應，從而使爆炸威力大大增加。這樣的原子彈稱“加強型原子彈”。加強型原子彈由于用了氘氚氣體，其內爆壓縮過程會帶來許多新的問題。界面不穩定性會更加突出，因為氘氚氣體的密度比起鈾、钚金屬的密度差得太遠了。當壓縮的氘氚內部壓力過高時，就會產生反壓而出現界面不穩定的情況。對于加強型原子彈來說，除了雷管點火、中子點火引爆原子彈之外，還有第三次點火，即用裂變反應的能量點燃輕材料的聚變反應。以上各次點火的時間是要選擇在有關釋能部件處在一個最佳的物理狀態下，才能獲得最好的爆炸效果。這只能依靠極其復雜的實驗和模擬計算來確定。
氫彈構型設計
泰勒——烏拉姆構形：其設計是有一枚鈾-235裂變彈，旁邊有一團聚變材料，然后兩者被鈾-238材料制造的外殼包在內。在點火后，鈾-235裂變彈在炸藥壓縮下爆炸，其能量定向傳輸，去點燃氘化鋰。氘化鋰經過刷烈壓縮達到高溫高密度，引起了聚變爆炸。聚變爆炸放出的高能中子，引起殼體鈾-238發生裂變，釋放出更多的能量。氫彈整個爆炸完成。這是典型的“裂變一聚變一裂變”過程。這三個過程稱之為三相，這樣的氫彈稱“三相彈”。按照泰勒——烏拉姆構形的原理，可以將聚變燃料一級一級地申起來引爆，像穿“糖葫蘆”一樣，威力在理論上是沒有限制的，限制只取決于軍事的需要和火箭的推力。
中子彈：中子彈實際是聚變很高而裂變很少的的氫彈，設計是在掌握氫彈原理和關鍵技術的基礎上，盡可能地減少裂變材料和盡可能地使聚變產生的高能中子易于穿出彈殼。中子彈可以做到常規炮彈大小，同時輻射效能很高，相當于10倍威力的裂變彈。要設計中子彈。首先初級裂變材料要盡可能少。中子彈的聚變仍然需要原子彈來引爆，但初級要盡最大可能減少裂變材料。其次是次級充分利用氘氚聚變反應，內芯和外殼盡可能少用或不用裂變材料。第三是外層設計不能用鈾-238，要用密度高、強度高的其他合金，且要盡量避免對高能中子的吸收。
核彈頭工程設計
核彈頭的工程設計，實際意味著經過大量的核試驗和測試，核武器的構成已經被證明是可行的，而實際的工程設計，則是把可行的核武器構型，應用到軍隊使用的各種載具上。對此世界沒有一個國家公布相關的技術細節，其中不但涉及大量的流體動力學和中子傳輸效應的數值模型，而且還有必要的工具和材料。
出于實戰的需要，從上世紀50年代開始，核武器就小型化和輕量化的階段。因為這樣飛機就可以攜帶更多的核彈，此外百萬噸級當量的小型化核彈頭，對于洲際彈道導彈的戰略打擊十分重要。這促使核武器的工程設計進入模塊化的時代，即核彈頭是由3個模塊化的部分組成，包括構成核彈的“物理包”、電子設備和外部的空氣動力學外殼。由于核彈的“物理包”被包裹在彈頭內，因此它的輻射外殼可以由更輕、更堅固的材料制成，包括鋁合金甚至塑料。而電子設備是核彈的引信，不同引信配合核彈的“物理包”可以形成不同當量的核彈。然后“物理包”和電子設備這兩個組件，被安裝到不同的炸彈或者導彈再入載具中，就能建造各種核彈。
氫彈的工程設計更多的發展成一種類似“花生”的雙腔室設計，類似于兩個在腰部相連的球形中空室，一個是初級，另一個是次級。工程設計的目的，就是如何控制兩個腔體之間的輻射流動，如何更好的控制粒子的輻射通量。這種雙腔式聚變武器設計的關鍵，實際是應用屏蔽手段，讓原子彈初級爆炸后，其能量均勻地作用于次級的聚變物質，然后利用慣性約束的辦法，讓聚變物質實現更有效的融合。
比威力指標：在提供給定當量的情況下，核彈頭設計重量越輕越好，因此比威力是核武器最重要的設計標準，通常用每公斤三硝基甲苯當量來表示。一般更大的炸彈比威力大一些，例如美國比威力最大的4噸重的B-53炸彈，為2.25千噸TNT/公斤，蘇聯的“沙皇炸彈”比例為1.7，現有美國主要核彈頭比威力：W-88為1.5，W-80為1.31，B83核彈為1.10，W-87為1.0，W-78為0.96，W-76為0.61
核武器的安全設計：核武器由于其巨大的殺傷效應，因此必須考慮設計上的高安全性。第一是避免人為的非授權使用，包括核武器被恐怖分子劫持或者錯誤發射。第二是避免外部事故導致核武器意外爆炸，包括力學變化(外部沖擊和壓縮導致核彈變形與斷裂) 、熱環境(核武器沖擊和輻射、導彈推進劑起火、燃料起火和復合材料起火) 、電磁雷擊環境變化（電磁脈沖沖擊和雷擊擊穿）等。
制造
原料生產處理
裂變材料
生產鈾-235：設計鈾彈比钚彈難度小，但是在生產上，制取高度濃縮的鈾-235比制取钚-239要難得多。天然鈉中鈾-235只占0.7%，而原子彈對鈾的濃縮度要求很高，鈾-235必領達到90%以上。鈾-238和鈾-235的化學性質相同，質量相差甚微，要把鈾-235從鈾-238中分離出來特別困難。進行同位素分離之前，必領將鈾礦加工并轉化成六氟化鈾。這個過程有許多工序，包括礦石加工、純化、生成等步驟。媒體經常提到的“黃餅”，實際是鈾礦石加工成鈾酸鈣或鈾酸鎂鹽的產物。從六化鈾中分離出鈾-235，包括電磁分離法、離心分離法、噴嘴分離法、氣體擴散法、多孔膜擴散過濾法以及激光分離法等。激光分離法是最先進的技術。
生產钚-239：如果將氧化鈾作為反應堆燃料去生產钚，反應堆對鈾濃度要求不高，鈾-235的含量有3%就可以用。反應堆里裂變放出的中子，經過減速劑降低能量變成慢中子。這些慢中子，有的與鈾-235發生裂變，釋放大量能量和繼續放出中子，有的則被鈾-238俘獲而生成超鈾钚-239或者-239。當反應堆中的鈾-238經過足夠時間的照射，生成相當數量的钚-239后，將輻照過的燃料元件從反應堆內取出，并放人水中貯存2~4個月進行冷卻。在此期間，強放射性的裂變產物經衰變后，其放射性大大減弱，镎-239也大多轉變成钚-239。但為了分離出钚必領對進行化學處理，選擇沉淀法或溶劑萃取法便可以分離出钚-239。但是幾噸重的鈾燃料棒只能分離出幾克的钚。分離出來的钚大多數是一種钚鹽，經過處理可獲得金屬形式的钚。還原后，再經過酸洗，除去雜質，即得到清潔的钚金厲。這些金屬钚就可進行熔融、鑄造和機械加工。钚-239具有極大的毒性。
聚變材料
氚是氫彈的核心裝料，可以提高氫彈彈頭初級的當量。氚的半衰期為 12.3 年，每年因衰變損失 5%。氚在自然界中的含量極低，必須人工生產。鋰-6 與氘合成的氘化鋰-6 是氫彈必不可少的核心裝料。鋰-6 還是生產軍用氚材料的關鍵原料之一。以美國為例，從上世紀 50 年代中期至 1988 年，美國總共生產了 225公斤氘，主要由 5 座反應堆生產。截止1963年停止生產，美國共生產了 442.4 噸軍用鋰。美國的氘生產主要使用反應堆，2020 年美國使用兩座反應堆同時產氚，預計每18個月生產 2.8公斤氚。而鋰的生產依靠兩種途徑，第一是使用庫存和回收退役部件，保障軍用鋰材料供應，第二是重建化學純化工藝和鋰轉化工藝生產體系。
試驗
核試驗是核武器爆炸過程性能的綜合性檢驗,也是核爆炸輻射效應的實驗現場。核試驗分大氣層核試驗和地下試驗。地面試驗容易作，但污染大；空中試驗污染小，但測試難；地下試驗沒有地面污染，但工程量大，測試干擾嚴重。此外，為檢驗庫存核武器的安全性和可靠性，還需要定期抽樣進行核試驗。地下封閉式核爆炸試驗基本上可以避免放射性物質泄入大氣造成環境污染，還可以通過放射化學和靠近核裝置的近區物理診斷，更好地測定各種物理過程和反應階段的特征參數，以驗證和改進核武器設計。因此核試驗由大氣層轉入地下就成了必然趨勢。在全面禁止核試驗條約之后，主要核大國還在進行實驗 室模擬研究和計算機模擬研究的核試驗。
實戰使用
1945年7月25日，哈里·S·杜魯門決定，如果日本拒絕接受波茨坦公告就使用原子彈。攻擊順序為廣島市、小倉、新潟縣和長崎市。7月29日，美國軍隊用重巡洋艦將原子彈的核心部分——裝在金屬密封筒里的鈾-235，從舊金山運到馬里亞納群島的天寧島。7月31日，第一枚用于實戰的原子彈裝配完畢，由于彈體細長，被命名為“小男孩原子彈”。
“小男孩”彈重4082公斤，彈長3.05m，彈徑0.711米，裝料為50公斤豐度為89%的鈾-235和14公斤豐度為50%的鈾-235。“小男孩”使用槍式設計，通過炸藥爆炸，將一塊25.6公斤低于臨界質量的鈾-235，射向三個總重為38.4kg處于低臨界的環形鈾-235，形成整塊超臨界質量的鈾，引發核鏈式反應。
8月2日，第20航空隊下達作戰指令，確定8月6日向日本實施原子彈轟炸，出動7架B-29轟炸機。1945年8月6日凌晨2時45分，保羅·蒂貝茨和機組人員駕駛“埃諾拉·蓋伊”號B-29轟炸機起飛。7時50分，“埃諾拉·蓋伊”號進入四國上空，高度己達9700米。 軍械專家擰下原子彈上一個綠色螺絲，接通了最后一個電路，原子彈處于待爆狀態。8時14分17秒，”埃諾拉·蓋伊”號炸彈艙打開，將“小男孩原子彈‘投向位于廣島市中心太田川上的相生橋。50秒后，一道藍白色的亮光閃過，一個紫紅色光點騰空而起，迅速化作急速膨脹的巨大火球，白色煙柱很快升至3000米高空，逐漸形成蘑菇狀煙云，一直升到15000米高空。
“小男孩”原子彈在相生橋以東約100米的外科醫院上空580米爆炸，爆炸地點在廣島市中心偏西北處。小男孩裝有的鈾-235,只有約1公斤在爆炸中進行了核裂變，釋放的能量約相等于1.25萬噸TNT烈性炸藥，即大概為5.5x焦耳。爆炸立刻產生了30萬度的高溫和時速高達60公里的強烈沖擊波。廣島市中心約12平方公里，幾乎被夷為平地，全市76328幢建筑物中，4.8萬幢全部被毀，22178幢半毀，房屋損失達92%。
1945年8月9日美國投于長崎市的原子彈名為“胖子”，是人類歷史上第二次使用的核武器。這顆原子彈長3.25米、直徑1.52米、重4545公斤，核心是用6.2公斤钚-239制成，釋放的能量約相等于2.2萬噸三硝基甲苯烈性炸藥，即大概為8.4x焦耳，比投擲在廣島的首枚原子彈稍大。“胖子”核彈由查爾斯·斯文尼駕駛的B-29轟炸機“博士卡”在長崎上空9000米高度投下。早上11時02分原子彈在550米高度爆炸。長崎在爆心投影點2.5公里半徑里，所有的建筑物完全被摧毀，在爆心投影點4公里半徑 里，大部分的房屋被破壞，原子彈爆炸后約120分鐘，約6.7平方公里范圍內，建筑物燃起熊熊大火。由于長崎市地勢多山，造成的損害比平坦的廣島市較低。
現狀
擁有核武器的國家
根據《不擴散核武器條約》，世界上有5個擁有核武器的締約國，包括中國、法國、俄羅斯聯邦、英國和美利堅合眾國。該條約規定的核武器締約國是指在1967年1月1日之前已制造和爆炸核武器或其他核爆炸裝置的國家。
除了5個國際承認的核國家，還有3個自行“宣布”擁有核武器的國家和1個“模糊國家”。印度1968年開始核武器項目，1974年5月進行了“和平的核爆炸”試驗。1998年5月印度進行了五次核試驗后，正式宣布該國為擁有核武器國家。印度在1998年5月進行的核試驗中試爆了帶熱核裝置的核彈，可能擁有氫彈或已經研制成功了氫彈。1998年5月巴基斯坦在印度核試驗后，很快也進行了核試驗，并宣布擁有核武器。朝鮮于2006年10月和2009年5月進行了核試驗，宣布自己是有核國家。外界猜測以色列擁有一定數量的核彈頭，但該國奉行“模糊戰略”，對此既不承認也不否認，也沒有公開進行過核試驗。以上四個國家都沒有加入《不擴散核武器條約》。
核彈頭數量
瑞典斯德哥爾摩國際和平研究所（SIPRI）報告顯示，截至2024年1月，全球核彈頭總數估計為12121枚，90%都由美國與俄羅斯所有，其中約9585枚可用，其他則是冷戰時期退役但尚未完全拆除的彈頭。美國有1770枚核彈頭處于部署狀態、1938枚處于儲存狀態、1336枚已退役但尚未拆除；從1994財年到2023財年，美國銷毀了超過1.2萬枚核彈頭。另有兩千枚核彈頭已經淘汰并等待處置。俄羅斯有1710枚核彈頭處于部署狀態、2670枚處于儲存狀態、1200枚已退役但尚未拆除。報告稱，2023年，全球核武器支出總額達914億美元，美國年度總支出515億美元，高于其他擁核國家核武器支出總和。
美國
在部署的大約 1,770 枚彈頭中，400 枚裝在陸基洲際彈道導彈上，大約 970 枚裝在潛射導彈上，300 枚裝在美國的轟炸機基地，100 枚戰術炸彈裝在歐洲基地。
空基：美國空軍擁有一支由20架部署的 B-2 轟炸機和46架部署的 B-52 轟炸機組成的機隊。B-2轟炸機可攜帶16枚核炸彈，B-52轟炸機可攜帶20枚巡航導彈，每枚配備一枚彈頭。F-15戰斗機和F-16戰斗機可攜帶B-61重力炸彈。美國正在使用研發F-35戰斗機和B-21隱身轟炸機投送核武器。
海基：美國海軍擁有14艘俄亥俄級核潛艇。每艘潛艇最多可攜帶20枚“UGM-96A彈道導彈II D5”彈道導彈。每枚導彈最多可攜帶8枚核彈頭，但通常攜帶4到5枚，平均每艘潛艇可攜帶90枚核彈頭。彈頭是9萬噸當量W76-1彈頭或45.5萬噸當量的W-88。 一些俄亥俄級潛艇上也部署了少量W76-2低當量彈頭 。
陸基：美國有400枚“民兵-III”洲際彈道導彈 (ICBM)，部署在中西部落基山脈地區的發射井中。每枚洲際彈道導彈攜帶一枚W87或W78彈頭。
俄羅斯
據估計，俄羅斯部署的1588枚核彈頭中，有大約812枚裝在陸基彈道導彈上，約576 枚裝在潛射導彈上，可能還有200枚裝在重型轟炸機。
空基：俄羅斯的核機隊中大約有68架重型轟炸機，包括圖-160轟炸機和圖-85MS。圖-85MS構成了俄羅斯空基核力量的主力。
海基：俄羅斯現役核力量包括11艘核動力彈道導彈潛艇，包括“德爾塔”級和“北風之神”級，每艘可攜帶16枚潛射彈道導彈。
陸基：據估計俄羅斯擁有大約306枚戰略洲際彈道導彈。這些洲際彈道導彈中最著名的是“白楊-M”SS-27 Mod 1和“亞爾斯”SS-27 Mod 2，它們都能夠攜帶分導式核彈頭( MIRV )。
英國
英國擁有大約 225 枚核彈頭的庫存，其中多達 120 枚可部署在四艘“前衛”級戰略核潛艇上。英國是唯一一個擁有單一威懾系統的核武器國家。2021年英國公布安全防御和審查（SDSR）政策，宣布由于“不斷變化的安全環境”，核武器總庫存將從120枚增加到不超過 260 枚彈頭。女王陛下政府還宣布延長其故意含糊不清的政策，未來將不再公布有關其作戰庫存、部署的彈頭或導彈的數量。四艘“前衛”級彈道導彈核潛艇保持輪換以維持核威懾。每艘彈道導彈核潛艇擁有不超過8枚“UGM-96A彈道導彈II”潛射導彈。
法國
據估計，法國擁有290個核彈頭，其中約280個處于部署狀態。其余武器被認為可能在維修或儲存狀態中。
空基：法國有50架陣風戰斗機來發射攜帶核彈頭的ASMP空射巡航導彈，包括40架陸基飛機和10架航母艦載飛機來發射其空射巡航導彈。有40枚氫彈供法國空軍使用，10枚彈頭可供法國海軍艦載航空兵使用。
海基：法國海軍大約有240枚核彈頭，全部由4艘“凱旋”級戰略核潛艇攜帶。法國每次部署1艘在海上執行戰備任務，時間為70天。法國海軍有兩種潛射導彈 (SLBM)，即 M51.1 和 M51.2，1艘“凱旋”級可攜帶16枚潛射導彈，每枚導彈攜帶5-6枚分導式核彈頭。
印度
據估計，印度已經生產了大約700公斤左右的武器級钚，足以制造138-213枚核彈頭。然而，并非所有材料都已轉化為核彈頭。根據有關其核武器運載力量，外界估計印度已經生產了160枚核彈頭。它需要更多的彈頭來武裝它目前正在開發的新型導彈。
空基：外界推測印度能夠通過老式的“幻影-2000-H”和美洲豹戰機發射大約48枚核彈頭。據推測印度可能在未來使用陣風戰斗機投擲核武器。
海基：印度正在開發海基核威懾能力，正在開發射程3500公里的K-4潛射導彈，裝備“殲敵者”級戰略核潛艇。
陸基：印度陸基核武器大約有64枚核彈頭，通過4種導彈發射，包括兩種公路機動短程彈道導彈，“大地-2”和“烈火-1”?導彈，射程分別為250 公里和 700 公里。?另外兩種是“烈火-2”和“烈火-3”。它們是中程導彈，可以分別打擊最遠 2000-3500 公里和 3000-5000公里的目標。印度還在開發射程約為4000公里 “烈火-4”和該國第一種洲際彈道導彈“烈火-5”。
巴基斯坦
巴基斯坦目前擁有大約165枚核彈頭，未來到2025年可能擁有200枚核彈頭。
空基：巴基斯坦空軍大約有36枚核彈頭，巴方的F-16戰斗機和幻影-3、幻影-5戰斗機，據推測有攜帶核炸彈進行轟炸的能力。幻影-3、幻影-5戰斗機還能夠攜帶裝備核彈頭的Ra'ad巡航導彈，射程超過350公里。未來巴基斯坦所有的幻影戰機將由JF-17“梟龍”戰機取代。
海基：和印度一樣，巴基斯坦也還不具備有效的海基核威懾能力。巴基斯坦已經兩次測試了水下發射的能攜帶核彈頭的Babur-3巡航導彈。未來巴基斯坦將在從國外購買的新型常規潛艇上裝備潛射巡航導彈。
陸基：巴基斯坦又有6種可搭載1枚核彈頭的公路機動中短程彈道導彈，每枚核彈頭的當量在5千噸到4萬噸不等。此外巴基斯坦還在開發攜帶分導式多彈頭的Ababeel? 中程彈道導彈以及攜帶核彈頭的巡航導彈。
朝鮮
外界評估朝鮮生產的裂變材料足以制造45至55件核武器，但實際的組裝的數量可能少于此數，大約只有20至30枚核彈。據估計，大多數彈頭可能是單級裂變武器，可能當量為1-2萬噸，只有極少數是氫彈。
陸基：2019年以來，朝鮮對KN23、KN24和KN25等新型近程彈道導彈進行了多次測試，外界認為這些導彈可能會攜帶核彈頭。此外朝鮮KN-15)中程導彈，最有可能攜帶核彈頭。朝鮮還在測試開發中遠程導彈，但沒有證據顯示已開發成功。
海基：朝鮮聲稱正在開發一系列的“北極星”級潛射導彈 (SLBM)。到目前為止，成功的測試僅限于“北極星-1”(KN-11)和“北極星-3” (KN-26)。朝鮮沒有公開證據證明有空基核威懾能力。
以色列
以色列對于自身的核武器采取模糊政策，從來沒有承認擁有核武器。外界猜測以色列核彈頭數量少于一百枚，可能大約有 90 枚彈頭用于飛機、陸基彈道導彈和可能的海基巡航導彈。但以色列從來沒有進行核試驗，引發外界對以色列核武器有效性的擔憂。
空基：以色列F-16戰斗機被推測是最有可能攜帶核重力炸彈的戰斗機。未來可能會被F-35戰斗機代替。
海基：外界猜測以色列的6艘海豚級常規潛艇來發射攜帶核彈頭的巡航導彈用于攻擊，但沒有確鑿的證據表明這種部署。
陸基：以色列擁有射程1500多公里的“杰里科二號”中程導彈和射程4000公里的“杰里科三號”遠程導彈。但是外界無法確定以色列有多少枚“杰里科”導彈能攜帶核彈頭。最低的估計是有24枚導彈，最多的估計是100枚。
條約
《部分禁止核試驗條約》（PartiaI NucIear Test Ban Treaty）：1963年8月5日，美國、英國、蘇聯在莫斯科正式簽署的的國際條約，全稱《禁止在大氣層、外層空間和水下進行核武器試驗條約》。1963年10月10日，條約生效。中、法等國當時沒有參加。該條約是美蘇用來鞏固核大國壟斷地位，限制其他國家發展核武器的工具。條約簽訂時，美蘇已不再需要進行大氣層試驗；而其他國家在當時的技術條件下如不進行此類試驗，則因無法改進技術而不能直接進行地下核試驗，進而發展自己有限的戰略防御力量。
《不擴散核武器條約》（NPT-Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons）：《不擴散核武器條約》于1968年開放供簽署，并于1970年3月5日生效。1995年5月11日，該條約被無限期延長。它有191個締約國，是在防止核擴散、和平利用核能和核裁軍領域內得到最廣泛遵守的條約。該條約有美俄英法中五個核武器締約國。中國自1992年加入條約以來，始終堅定支持條約的宗旨和目標，積極參與條約審議進程。
《反彈道導彈條約》（ABT-Anti-Ballistic Missile Treaty）：全稱《美利堅合眾國與蘇維埃社會主義共和國聯盟關于限制反彈道導彈系統的條約》，是由列昂尼德·勃列日涅夫與尼克松在1972年5月26日簽署。條約中的主要規定蘇聯與美國可以各自選擇兩處分散的地點，各部署100枚反彈道導彈防御重要目標。這項規定使雙方無法形成一個完整的全國性彈道導彈防御網。《反彈道導彈條約》是美蘇《限制戰略武器談判協議》（SALT I-Strategic Arms Limitation Talks Agreement）的一部分。1976年美蘇雙方同意將兩處分散地點變為一處。2001年12月13日，美國宣布將退出美蘇1972年簽署的《反彈道導彈條約》，6個月后生效。
《美蘇限制地下核武器試驗條約》（TTBT-Threshold Test Ban Treaty）：1974年7月3日，尼克松與列昂尼德·勃列日涅夫在莫斯科簽訂了該條約。條約規定，美蘇兩國自1976 年3月31日起停止超過15萬噸三硝基甲苯當量的地下核試驗，雙方應將核試驗次數減少到最低限度。條約還規定雙方交換技術資料，以便有利于進行地震核查。雙方還保證繼續進行談判，達成全面核禁試。
《美蘇限制進攻性戰略武器條約》（TREATY BETWEEN THE UNITED STATES OF AMERICA AND THE UNION OF SOVIET SOCIALIST REPUBLICS ON THE LIMITATION OF STRATEGIC OFFENSIVE ARMS）：1979年6月18日福特和列昂尼德·勃列日涅夫在維也納簽訂該條約，該條約是美蘇第二輪的限制戰略武器談判（SALT II）的最終成果。該條約中，美蘇承諾將洲際彈道導彈發射器、潛射導彈發射器、重型轟炸機和反艦彈道導彈的總數限制在不超過 2,400 枚，承諾將配備 MIRV 的洲際彈道導彈發射裝置的總數不超過 820個。1986年5月26日，美國總統里根宣布因為蘇聯違反條約而退出《美蘇限制進攻性戰略武器條約》。
《中程導彈條約》（Intermediate-Range Nuclear Forces Treaty）：1987年12月8日由里根和米哈伊爾·戈爾巴喬夫在美國首都華盛頓哥倫比亞特區簽署，1988年6月1日正式生效。條約規定美蘇雙方須全部銷毀所擁有的中程導彈及其發射裝置和輔助設施，雙方不得再生產、試驗中程導彈和中短程導彈。美、蘇雙方將銷毀2611枚已部署和未部署的中程導彈，其中美國為859枚，蘇聯為1752枚。2019年8月2日，美國退出《中程導彈條約》。
《第一階段削減戰略武器條約》（START I-Strategic Arms Reduction Treaty）：1991年7月31日，美國和蘇聯簽署了《第一階段削減戰略武器條約》，條約將雙方所有類型的彈頭減少至6000枚，并將洲際彈道導彈彈頭數量限制在2500枚以下，洲際導彈運載工具削減至1600枚。1991年12月蘇聯解體，留下四個擁有戰略核武器的獨立國家：俄羅斯、白俄羅斯、烏克蘭和哈薩克斯坦。1992年5月23日，美國與俄白烏哈四國簽署《里斯本議定書》，總共5國成為條約締約國。 該協議在2009年12月5日到期。
《第二階段削減戰略武器條約》( START II )：1993 年1月3日，美國總統喬治·H·W·布什和俄羅斯總統鮑里斯·葉利欽簽署了該條約，該條約要求美國和俄羅斯在 2012 年12月31日之前將各自部署的戰略武庫減少到1700-2200 枚彈頭。但該條約從未生效。
《削減進攻性戰略武器條約》（SORT-Strategic Offensive Reductions Treaty）：2002年5月24日，美國總統喬治·W· 布什和俄羅斯總統弗拉基米爾·普京在莫斯科簽署該條約。該條約承諾美國和俄羅斯將部署的戰略核力量削減到每個 1,700-2,200 枚彈頭。該協議在2003年6月1日生效，總共只有5條，總字數不到500字。該協議在2012年12月31日到期。
《新削減戰略武器條約》（New START-New Strategic Arms Reduction Treaty）：2010年4月8日由美國和俄羅斯在布拉格簽署，并于2011年2月5日生效。《新削減戰略武器條約》取代了1991 年的 START I 條約和2002年《削減進攻性戰略武器條約》 (SORT)。條約規定在2018年2月5日前，美俄雙方部署的核彈頭數量不超過1550枚、用于發射核彈頭的發射工具數量不超過800架、已部署的洲際彈道導彈不超過700枚、已部署的潛射導彈不超過700枚、已部署的可掛載核武器的重型轟炸機不超過700架。2021年美俄雙方同意將該條約延長至2026年。2023年2月21日，俄羅斯總統弗拉基米爾·普京宣布暫停履行與美國簽署的《新削減戰略武器條約》。
《禁止核武器條約》（TPNW-Treaty on the Prohibition of Nuclear Weapons）：2017年7月，聯合國大會表決通過《禁止核武器條約》。2021年1月，條約正式生效。條約規定禁止發展、制造、試驗、部署、使用或威脅使用核武器。中國、俄羅斯、美國、英國、法國等五個核武器國家均未簽約。中國理解無核武器國家在推進核裁軍進程方面的愿望和訴求，但認為，核裁軍進程不能脫離國際安全現實，必須遵循“維護全球戰略穩定”和“各國安全不受減損”原則。
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