在理論上我們可以近似地認為和原子彈同等級別的氫彈的威力是原子彈的4倍。

核物理專家在闡述這兩種東西威力之大小時是這樣做的比較，拿一枚原子彈來，裡面裝的鈾235為1000克，再拿一枚氫彈，裡面裝的400克氘，600克氚，加起來也是1000克。 在他們都發生爆炸後，收集原子彈裂變後生成的放射性同位素和中子，精確測量後得到的重量為999克；而氫彈聚變後生成的氦核和中子為996克。 也就是說原子彈裡面有一克的靜止質量轉變成了運動質量，正是這一克靜止質量的轉變才導致了驚天動地的爆炸，用愛引斯坦的質量和能量公式算完得出結論，其能量和2萬噸TNT爆炸所產生的能量相當。 同理，氫彈有4克靜止質量轉變成了運動質量，也就是說氫彈爆炸產生的能量相當於8萬噸TNT，所以認為氫彈的威力是原子彈4倍。

氫彈是利用原子彈爆炸的能量點燃氫的同位素氘、氚等質量較輕的原子的原子核發生核聚變反應（熱核反應）瞬時釋放出巨大能量的核武器，氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同，但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸級TNT當量，氫彈的威力則可大至幾千萬噸級TNT當量，其爆炸達到的溫度約為100億度，亦即太陽中心溫度的1000倍。