持有核武器的國家有美國、俄羅斯、中國、英國、法國、印度、巴基斯坦、以色列、北韓。其中以色列和巴基斯坦對自己的核武器持模糊態度，即既不承認有也不否認沒有。這9個國家裡美、俄、中、英、法掌握氫彈技術並現役氫彈，而且是小型化的氫彈，其他4個國家只掌握原子彈技術。下圖為全球各國掌握核武器明著的大概數量，雖然只截止到2017年1月，但是與現在差別不大，可以看到美俄仍然是全球核武器數量最多的國家。

美國是最早掌握原子彈和氫彈技術的國家，也是世界上核武器最先進的國家之一。1945年7月16日在美國本土阿拉莫戈多沙漠爆炸世界上第一顆原子彈“瘦子”（2萬噸當量），1952年11月1日在比基尼環礁爆炸了世界上第一顆氫彈“邁克”（1050萬噸當量）。美國曆史上進行過1032次核試驗，試爆的核武器總當量1.37億噸TNT炸藥。目前美國核武庫中已經沒有純原子彈服役，下圖為廣島小男孩和邁克爆炸的場景。

目前美國現役的核彈頭主要是空投的B83、B61系列核航彈和W78、W80、W88、W87等核彈頭。下圖為美國2016年核武庫具體型號和數量，連帶儲存的和等待拆除的一共6970枚（2017年為6800枚）。

下圖為美國W88型核彈頭，是美國海基三叉戟洲際彈道導彈的彈頭，可以看到畫圈處的氘化鋰聚變材料氘化鋰和聚變次級，而且外面還有高濃鈾層，是典型的三相彈。爆炸當量可以達到最高47.5萬TNT炸藥，自身重量只有360公斤左右。每枚三叉戟導彈最多可攜帶8枚W88核彈頭。

下圖為美國W87型核彈頭，也是現役主力核彈頭，畫圈處同樣是聚變次級和聚變材料，也是典型的三相彈，最大當量為47.5萬噸TNT當量，為美國民兵3洲際彈道導彈的彈頭。

俄羅斯是核武器數量最多的國家，2017年1月時擁有7000件核武器。蘇聯也是繼美國世界上第二個擁有原子彈和氫彈的國家，1949年8月29日在哈薩克的米什克瓦核試驗場爆炸了蘇聯第一枚原子彈“南瓜”，1953年8月12日爆炸了爆炸蘇聯第一枚氫彈。1961年10月30日在北極新地島爆炸了人類最大當量核武器RDS-220沙皇炸彈，當量5050萬噸TNT當量。蘇聯到俄羅斯共進行了715次核試驗。下圖為蘇聯第一枚原子彈爆炸的場景

俄羅斯的核武器型號和具體數量沒有具體資料，但可以肯定的是俄羅斯也同時保有空投型核航彈和導彈魚雷使用的核彈頭。運載工具包含RS24亞爾斯、RT-2PM白楊、RT-2PM2白楊M、RS-28薩爾馬特、R-36M2撒旦、RSM-56布拉瓦洲際彈道導彈、Tu-95戰略轟炸機、Tu-160戰略轟炸機等各型作戰飛機。

英國是世界上第三個擁有核武器的國家，1952年10月3日在澳洲蒙特貝洛沿海的船上爆炸了英國第一顆原子彈，1957年5月15日爆炸了英國第一顆氫彈“鐵錨”，英國共進行過45次核試驗。目前英國的戰略核力量高度依賴美國，前衛級使用美國D5三叉戟洲際導彈的和美國W88型核彈頭。下圖為英國前衛級戰略導彈核潛艇

法國是世界上第四個擁有核武器的國家，1960年2月13日在阿爾及利亞撒哈拉沙漠中的拉甘核試驗場爆炸了法國第一枚原子彈“藍色跳鼠”，1968年8月24日在太平洋方加陶法島爆炸了法國第一枚氫彈，法國共進行過210次核試驗。目前法國擁有海基和空基戰略核力量，海基為M-51潛射洲際彈道導彈，空基為Phantom和陣風戰鬥機攜帶空頭型核航彈。世界上實戰化最大的原子彈也在法國，為M31型核彈頭，當量12萬噸TNT。下圖為法國第一枚原子彈和氫彈爆炸

中國是世界上第五個擁有核武器的國家，1964年10月16日中國在西北羅布泊核試驗場爆炸中國第一枚原子彈，1967年6月17日爆炸了中國第一枚氫彈，1966年10月27日進行了兩彈結合核試驗。中國是原子彈氫彈爆炸間隔最短的國家，2年零8個月。下圖為中國第一枚原子彈和氫彈爆炸

中國擁有三位一體核打擊能力，空基為H6轟炸機、海基為巨浪2型潛射洲際彈道導彈、陸基為東風31、東風41、東風5等洲際彈道導彈。至於核彈頭數量具體不詳，外界推測為270枚，萬年不變的270這個資料肯定不是真實的。

其他國家就是印度、巴基斯坦、以色列和北韓，擁有數量都在150枚以下，北韓20枚左右。他們都是隻擁有原子彈技術而沒有氫彈技術，北韓自稱擁有氫彈，但是外界推測為大號原子彈。印度於1974年在拉賈斯坦邦的部落格蘭核試驗場爆炸了印度第一枚原子彈，巴基斯坦於1998年5月28日當天進行了5次核試驗、北韓於2006年10月9日進行了地下核試驗爆炸了北韓第一枚原子彈、以色列於1979年9月22日在南非東海岸與南非合作爆炸了原子彈。