核武器一开始出现的时候是原子弹，即利用裂变材料铀235或钚239进行核裂变反应。原子弹的威力受到客观因素的限制，因为核材料有临界质量的问题，也就是说，达到一定的质量或密度才会形成链式反应发生爆炸，那么原子弹在平时贮存的时候核材料必须分开几块，或者密度不能太大，在爆炸的时候利用高能炸药瞬间把它们压缩的一起，达到超临界状态。这样，原子弹的裂变材料每一块或者总体的密度都必须低于临界质量，爆炸威力自然就受到限制了。原子弹还有一个问题，就是放射性沾染很严重，对人和环境长期造成严重影响。
1952年美国进行了氢弹试验。氢弹是第二代核武器，利用的是核聚变原理，使用氢的同位素氘氚作为核材料，它不仅单位爆炸威力是原子弹的四倍，而且没有临界质量的问题，也就是说，可大可小。苏联进行的最大一次氢弹试验爆炸威力是5000万吨TNT当量。理论上氢弹是比较干净的，但是为了加强聚变反应，一般都要给它加上铀238，所以，氢弹也不干净了。目前，主要核国家的核武器都是氢弹。
有人把中子弹作为第三代核武器，其实这是不准确的，中子弹在爆炸原理上并没有变化，还是氢弹，只是在设计上做了调整，减弱了冲击波，加强了核辐射。它算是战术核武器，美国研究它是为了对付苏联的坦克。
由于冷战结束和两极体制解体，无论是美国还是俄罗斯，都失去了当年在核领域你追我赶的动力和势头。所以，下一代核武器的问题并没有提上日程，在科学研究的范畴也许是有的。
