Η Βόμβα υδρογόνου αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 50 και από τις δύο πλευρές του τότε Ψυχρού πολέμου και αποτελεί μέχρι σήμερα ένα από τα ισχυρότερα όπλα μαζικής καταστροφής στον πλανήτη. Γνωστή διεθνώς και ως H-Bomb (Hydrogen Bomb) είναι 100 έως και 1000 φορές πιο καταστροφική απ' ότι μια απλή ατομική βόμβα σχάσης.

Ο πυρήνας μιας υδρογονοβόμβας αποτελείται από άτομα δευτέριου και τρίτιου, τα οποία είναι βαρέα ισότοπα του υδρογόνου. Για την πυροδότηση μιας υδρογονοβόμβας προαπαιτείται μια μικρότερη έκρηξη σχάσης δηλαδή μιας μικρής ατομικής βόμβας, συνήθως πλουτωνίου, η οποία λαμβάνει χώρα στο περίβλημα του πυρήνα υδρογόνου. Αυτή η πρώτη έκρηξη αυξάνει την θερμοκρασία του πυρήνα σε 100 εκατομμύρια Βαθμούς Κελσίου οδηγώντας έτσι σε σύντηξη το δευτέριο και το τρίτιο, παράγοντας άτομα ηλίου και νετρόνια με ταυτόχρονη έκλυση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας.

Η καταστροφική της ισχύ μεγιστοποιείται από την ενέργεια των απελευθερωμένων νετρονίων, τα οποία σε συνδυασμό με τις υψηλές θερμοκρασίες είναι σε θέση να αντιδράσουν ακόμα και με τα πιο αδρανή ραδιενεργά υλικά όπως το απεμπλουτισμένο ουράνιο, πράγμα αδύνατο σε μικρότερες ενεργειακές συνθήκες. Αυτό το κύμα ενέργειας υπερδιπλασιάζει την απόδοση της βόμβας αφήνωντας παράλληλα πίσω του και τις μακροχρόνιες επιπτώσεις του με την δημιουργία ραδιενεργών καταλοίπων.

Η πρώτη έκρηξη βόμβας υδρογόνου έγινε στις 31 Οκτωβρίου (1η Νοεμβίου τοπική) 1952 στην ατόλη Enewetak, στα Νησιά Μάρσαλ (Marshall) του Ειρηνικού ωκεανού από τις ΗΠΑ. Η έκρηξη εξαέρωσε 80 τόνους εδάφους και είχε 8 μίλια διάμετρο με 27 μίλια ύψος.

Το πιο ισχυρό πυρηνικό όπλο αυτού του τύπου που χρησιμοποιήθηκε ποτέ ηταν μια βόμβα πυρηνικής σύντηξης, η Tsar Bomba, που δοκιμάστηκε απο τη Σοβιετική Ένωση στις 30 Οκτωβρίου 1961. Η ισχύς της ισοδυναμούσε με 50 μεγατόνους ΤΝΤ. Εξερράγη 4 χλμ πάνω από το έδαφος. Μπορούσε να προκαλέσει εγκαύματα 3ου βαθμου σε απόσταση 100 χλμ, ενώ η δόνηση από την έκρηξη έγινε αισθητή μέχρι και τη Φινλανδία. Η βόμβα ζύγιζε 27 τόνους.