Vụ nổ hạt nhân là một vụ nổ xảy ra do sự giải phóng năng lượng nhanh chóng từ phản ứng hạt nhân tốc độ cao. Phản ứng thúc đẩy có thể là phân hạch hạt nhân hoặc phản ứng tổng hợp hạt nhân hoặc sự kết hợp nhiều tầng của cả hai, mặc dù cho đến nay tất cả các vũ khí dựa trên nhiệt hạch đều sử dụng thiết bị phân hạch để bắt đầu phản ứng tổng hợp, và vũ khí nhiệt hạch thuần túy vẫn là một thiết bị giả định.Các vụ nổ hạt nhân trong khí quyển có liên quan đến các đám mây nấm, mặc dù các đám mây nấm có thể xảy ra với các vụ nổ hóa học lớn. Có thể xảy ra một vụ nổ hạt nhân trên không nếu không có những đám mây đó. Các vụ nổ hạt nhân tạo ra bức xạ và các mảnh vỡ phóng xạ.