用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器，亦称聚变弹或热核弹。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多，战术技术性能比原子弹更好。
（1）基本原理。聚变反应是带电原子核发生聚合的反应。参加反应的原子核必须具有足够的动能，才能克服静电斥力而彼此靠近，聚变反应也才有可能发生。提高物质的温度，是使大量原子核增大动能的重要途径。氢弹就是把热核装料加热至几千万摄氏度以上而使之发生聚变反应的。这种把物质加热至高温发生的聚变反应称为热核反应。
（2）热核装料。氘和氚是氢的同位素，原子核间的静电斥力最小，较低的温度（几百万摄氏度）即可激发聚变反应，而且反应释放的能量较大，因此选用含氘、氚的物质做热核装料是较为合适的。在氘、氚原子核之间发生的聚变反应，主要是氘氘反应和氘氚反应。当热核燃烧的温度达到几百万至几亿摄氏度时，氘氚反应的速率约比氘氘反应快100倍，因此氘氚混合物比纯氘的燃烧性能更好。另一种实用的热核装料是固态氘化锂-6，它的密度可达08克／立方厘米左右。当氚、中子循环一代，烧掉一个氘核和一个锂6核，放出224兆电子伏的能量，那么烧掉1千克氘化锂-6就可以释放4~5万吨TNT当量的能量。由于氘化锂-6中造氚和烧氚的过程结合得非常好，它比纯氘容易燃烧，一般氢弹都用它做热核装料。
尽管氢弹的具体结构是保密的，但许多书刊曾对它作过种种描述，美国科学家E·特勒对氢弹爆炸过程曾作过形象的描述。
（2）发展历程。氢弹具有巨大的杀伤破坏威力，它在战略上有很重要的作用，美、苏等国都不惜耗费巨资以提高其性能。1942年，美国科学家在研制原子弹的过程中，推断原子弹爆炸提供的能量有可能点燃轻核，引起聚变反应，并想以此来制造一种威力比原子弹更大的超级弹。1952年11月1日，美国进行了世界上首次氢弹原理试验，代号是“迈克”（Mike），试验装置以液态氘做热核装料，爆炸威力达1000万吨以上。但该装置连同液氘冷却系统重约65吨，不能作为武器使用。直到以氘化锂-6为装料的热核装置试验成功后，氢弹的实际应用才成为可能。从20世纪50年代初至60年代后期，美国、苏联、英国、中国和法国都相继研制成功氢弹，并装备部队。中国于1966年12月28日成功地进行了氢弹原理试验，1967年6月17日由飞机空投的300万吨级氢弹试验获得圆满成功。从爆炸第一颗原子弹到爆炸第一颗氢弹，中国只用了2年零2个月的时间，其速度是世界上最快的。氢弹的运载工具一般是火箭或飞机。为使武器系统具有良好的作战性能，要求氢弹自身的体积小、重量轻、威力大，因此，比威力的大小是氢弹技术水平高低的重要标志。20世纪60年代中期，大型氢弹的威力已达到了很高的水平，20世纪70年代小型氢弹的威力有较大幅度的提高。从美国20世纪70年代初装备的“民兵”Ⅲ导弹的子弹头可以看出氢弹在小型化和比威力方面的大致水平。这种子弹头长1813毫米，底部直径543毫米，重约180千克，威力近35万吨TNT当量，其比威力约每千克2000吨TNT当量。1961年，苏联试验了一个威力为5300万吨TNT当量的热核装置，这是迄今当量最大的一次核爆炸。要制造威力更大的氢弹，在技术上并不很困难。因此，现在一般不把威力大小作为衡量氢弹技术水平的标志。
中子弹
中子弹是指以高能中子为主要杀伤因素，同时相对减弱冲击波和光辐射效应的一种特殊设计的小型氢弹，其较为确切的名称是增强辐射弹。普通核弹爆炸时不仅杀伤人员，而且对周围建筑物、工厂设备等的破坏范围也很大，会造成一些不必要的牵连性破坏，同时从实战角度来看，核爆炸所造成的放射性污染使己方部队不能迅速进入被炸地区。而中子弹爆炸放射出的是可以穿透1英尺厚钢板的高能中子流，它可以毫不费力地穿透坦克装甲、水泥掩体和砖墙等物体，杀伤其中的人员，而坦克、建筑物、武器装备等却能完好地保存下来。而且，中子弹爆炸时放射性沾染很轻，只需经过较短时间部队即可进入爆炸地区，因此在军事上具有较强的使用价值。
（1）主要特点。1000吨TNT当量的中子弹核辐射对人员的瞬时杀伤半径可达800米，但冲击波对建筑物的破坏半径只有300～400米。适当增加爆高，在核辐射的杀伤半径基本不变的情况下，对建筑物的破坏半径还可以显著减小。随着武器当量的提高，尽管核辐射和冲击波、光辐射的杀伤半径都增大，但核辐射在空气中衰减得很快，其杀伤半径随当量的增大比冲击波、光辐射慢得多。因为当武器的当量增大到一定程度时，冲击波、光辐射的破坏半径必定大于核辐射的杀伤半径。这时，中子弹的强辐射特性就不能再保持。因此，地面上使用的中子弹只能是低当量（约1000吨TNT当量）。
（2）设计原理。中子弹增强高能中子辐射，