原子弹是一种威力巨大的爆炸性武器。
20世纪30年代末，科学家们发现在原子核内部聚集着巨大的能量，只需消耗很少的核物质，通过链式反应过程，就可以将这些巨大的能量释放出来。在这样的反应过程中，较重的原子核分裂为较轻的原子核，因此被称为“裂变反应”。自然界中能够作为核裂变材料的只有铀235、铀233和钚239，其中只有铀235是天然铀同位素，其余两种分别是由钍232和铀238俘获中子后再经b衰变形成的。通常也将这3种核裂变材料称为“核燃料”。
原子弹结构包括燃料装置、引爆装置和弹壳等部分。燃料装置将小于临界质量的核燃料分数块储放，引爆装置包括电雷管和普通炸药，当雷管被点火引发后，炸药发生爆炸，把所有核燃料迅速推合在一起，结果核燃料块的总质量就大大超过临界质量而发生裂变链式反应。坚固的弹壳能使反应有充裕的时间，可提高核爆炸的威力。
原子弹的杀伤破坏方式主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、电磁脉冲及放射性沾染。光辐射是在核爆炸时释放出的一种辐射光杀伤方式。1枚爆炸当量为2万吨的原子弹在空中爆炸后，距爆心7000m的地方会受到比阳光强13倍的光辐射。光辐射可使人迅速致盲，并使皮肤大面积灼伤溃烂，使物体燃烧。冲击波是核爆炸后产生的一种巨大气流的超压。一枚爆炸当量为2万吨的原子弹爆炸后，在距爆心投射点650m处，冲击波的运动速度可达每秒200m，可把位于该区域内的所有建筑物及人员彻底摧毁。早期核辐射是在核爆炸最初几十秒钟放射的中子流和γ射线。1枚爆炸当量2万吨的原子弹爆炸后，距爆心1100m以内人员可遭到极度杀伤。电磁脉冲的电场强度在几千米范围内可达1～10万伏，不仅能使电子装备的元器件严重受损，还能击穿绝缘，烧毁电路，破坏计算机内存，使全部无线电指挥、控制和通信设备失灵。放射性沾染是原子弹爆炸后蘑菇状烟云飘散后所降落的烟尘，对人体可造成照射或皮肤灼伤，以致死亡。
1945年，美国研制成功世界上第一颗原子弹。同年8月，有两颗原子弹分别被投向日本广岛和长崎，造成重大人员伤亡，加快了二战的结束。1949年9月，前苏联宣布原子弹试验成功。随后英国和法国也拥有了原子弹。中国在1964年10月试爆成功第一颗原子弹，成为第5个拥有核武器的国家。