بر خلاف بمب اتمی معمولی که بخش بزرگی از نیروی ویرانگر خود را از شکاف هسته‌ی اورانیوم یا پلوتونیوم به دست می‌آورد، بمب هیدروژنی این کار را از طریق ادغام هسته‌های عنصر هیدروژن انجام می‌دهد.

این همان پروسه‌ای است که در خورشید هم اتفاق می‌افتد و در جریان آن مقدار غول‌آسایی انرژی آزاد می‌شود.

ابر قارچی حاصل از نخستین آزمایش موفقیت آمیز بمب هیدروژنی جهان در یکم نوامبر ۱۹۵۲

برای این "هم‌جوشی هسته‌ای" مقدار بسیار زیادی حرارت و فشار لازم است و برای تامین این میزان بسیار زیاد فشار و حرارت به یک انفجار هسته‌ای نیاز است. به همین دلیل بمب هیدروژنی بمبی است که دو مرحله انفجار دارد و در جریان آن نخست از انفجار هسته‌ای به عنوان نوعی "چاشنی انفجاری" برای "هم‌جوشی هسته‌ای" استفاده می‌شود و سپس بر اثر حرارت ناشی از این انفجار، هسته‌های ایزوتوپ هیدروژن، یعنی دوتریوم و تریتیوم چنان متراکم می‌شوند که در هم ذوب می‌شوند.

بمب هیدروژنی انفجار اتمی‌ای به مراتب قوی‌تر از بمب اتمی یک مرحله‌ای ایجاد می‌کند چرا که پروسه ادغام هسته‌ای، انرژی به مراتب بیشتری از پروسه تجزیه هسته‌ای آزاد می‌کند. بنابراین در شرایط ساخت مشابه و با مواد اولیه‌ای کاملا یکسان، بمب هیدروژنی بسیار قوی‌تر و مخرب‌تر از بمب اتمی است.

ساخت بمبی که بر اساس ادغام هسته‌ای کار کند بسیار سخت‌تر از بمبی است که ماده انفجاری‌اش را از تجزیه هسته‌ای به دست می‌آورد. بنابراین کشورهایی که در سال‌های اخیر به قدرت‌های اتمی پیوسته‌اند بر اساس نظریات کارشناسان و به احتمال بسیار بالا هنوز نتوانسته‌اند به تکنولوژی ساخت بمب هیدروژنی دست پیدا کنند و تنها هند و حالا هم کره شمالی مدعی دستیابی به این سلاح هستند.

اولین بمب هیدروژنی واقعی در اول نوامبر ۱۹۵۲ توسط آمریکا در اقیانوس آرام آزمایش شد. یک سال بعد اتحاد جماهیر شوری سابق نیز این بمب را آزمایش کرد.

این سلاح‌ها اما ازنوع اولیه و ابتدایی بوده و برای به‌کارگیری در عملیات نظامی مناسب نبودند. بمب‌های هیدروژنی قابل استفاده در عملیات نظامی بعدها توسط هردو کشور آمریکا و شوروی آزمایش شد. اما تا کنون این بمب‌ها در هیچ جنگی به کار گرفته نشده است.

اولین بمب اتمی به کار گرفته‌شده در جنگ در جریان جنگ جهانی دوم از سوی آمریکا علیه ژاپن به کار گرفته شد. ۶ اوت ۱۹۴۵ شهر هیروشیما و ۹ اوت شهر ناکازاکی در ژاپن هدف حمله اتمی آمریکا قرار گرفتند. این بمب‌ها با مواد رادیواکتیو پلوتونیوم و اورانیوم تولید شده بودند. روبرت اوپن‌هایمر دانشمند آلمانی‌تبار آمریکایی  به عنوان پدر بمب اتمی شناخته می‌شود.

انفجار بمب اتمی انرژی فوق‌العاده زیادی را در قالب حرارت، فشار و اشعه آزاد می‌کند. در مدت زمان کوتاهی پس از انفجار صدها هزار نفر می‌توانند جانشان را از دست بدهند و تمام منطقه اطراف محل انفجار به صحرایی خشک بدل شود. تشعشعات رادیواکتیو همچنین باعث بروز بیماری‌های فراوانی در درازمدت می‌شوند.

بمب‌های نوترونی مرگبار

یک مرحله قوی‌تر از بمب هیدروژنی، بمب نوترونی است که با برداشته شدن محفظه اورانیومی بمب هیدروژنی باعث آزاد شدن نوترون‌ها می‌شود. این نوترون‌ها می‌توانند در مسافت‌های طولانی حرکت کنند و به درون ساختارهای محافظت‌شده نیز راه یابند.

اساس کارکرد این بمب بر فشار و موج حرارتی استوار است که انرژی بسیار زیادی را در قالب تشعشعات نوترونی منتقل می‌کند. این بمب بر اساس میزان فشردگی آن می‌تواند از یک دقیقه تا یک هفته انسان‌ها را به کام مرگ بکشاند. این در حالی است که آسیبی به ساختمان‌ها و اشیا وارد نمی‌شود. یک روز پس از انفجار این بمب منطقه محل انفجار می‌تواند بدون خطر مورد استفاده قرار گیرد.

پدر این بمب ساموئل کوهن آمریکایی است که در سال ۱۹۵۸ ساخت آن را اعلام کرد.

این ستون دود و گرد و خاک تخریب با ارتفاعی حدود ۱۸۳۰۰ متر حاصل از انفجار بمب اتمی است که در جنگ جهانی دوم در ۹ آگوست ۱۹۴۵ در ناکازاکی ژاپن فرود آمد و هزاران نفر را کشت.