在現代核武庫中，氫彈也佔有重要地位。氫彈也被稱作熱核彈。氫彈是利用輕核聚變反應制成的炸彈，參加反應的物質主要是氫的同位素氘和氚。太陽向外輻射光和熱就是氘和氚核聚變反應的結果。聚變反應需要極高溫度，所以氫彈要靠原子彈來引爆。同原子彈相比，氫彈的威力要大得多。經實驗測定，1千克氘氚混合物全部發生聚變反應，能釋放5.8萬噸梯恩梯的爆炸當量。由此可以想見氫彈威力之大了。由於氘和氚在常溫常壓下是氣體，在實際應用中必須製成液體，這就需要極高的壓強。所以直接作為氫彈裝料是很困難的。像1952年美國爆炸的第一個熱核裝置，其質量竟達65噸。這樣的裝置要用火車運載，用於實戰是非常困難的。後來，科學家找到一種新的熱核裝料，即氘化鋰（鋰-6）。它的成本比氚要低得多，並且避免了氚的半衰期短的問題（氚的半衰期只有12.6年）。氘化鋰的爆炸原理是，原子彈引爆時，大量高能中子與鋰-6原子核發生核反應併產生氚，氚與氘發生熱核反應，並釋放出巨大的能量。常見的氫彈是一種三相彈，也稱作“氫鈾彈”。它的爆炸過程大致是：裂變—聚變—裂變。它的核裝料中，最外部是鈾-238，裡面包裹著一個氫彈。它的特點是，藉助熱核反應產生的大量中子轟擊鈾-238，使鈾-238發生裂變反應。這種氫鈾彈的威力非常大，放射性塵埃特別多，所以是一種“骯髒”的氫彈。為了改善中國的核防衛能力，中國也於1967年成功地爆炸了氫彈，並且成為世界上第4個擁有氫彈的國家。

因為它是利用了原子之間的強力

根據物理學定律世界上有四大基本力，既強核力、弱核力、電磁力、引力，強核力的作用是把質子中子束縛住維持原子核不散架，弱核力的作用是讓質子和中子搞分裂的力。

根據科學家的研究在四大基本力中強核力是最強的，而氫彈叫做聚變彈是透過氘和氚發現聚變反應放出能量，而這種聚合的過程就離不開強核力，當原子彈爆炸產生的高溫和高壓讓氘和氚（氘和氚原子本身具備排斥力）接近到一定距離的時候，強核力的作用就顯示出來了聚變成氦。

聚變過程中間由於發生質量虧損這部分質量不可能憑空消失，而這部分質量就變成了能量利用率比核裂變更高，這還只是原子層面的微觀粒子當中粒子越小，它們之間的強核力越強。

當正物質與反物質發生湮滅反應的時候這個能量利用率是100%，所以即使是氫彈在理論上也不算威力最大的，從釋放能量的角度考慮湮滅反應（反物質炸彈）是目前物理學中威力最大的，它實現了1+1=2的能量釋放（一克正物質與一克反物質反應得到2克物質的純能量釋放）。