Vũ khí hạt nhân là thiết bị nổ sử dụng phản ứng phân hạch hoặc nhiệt hạch, giải phóng năng lượng khổng lồ từ vật chất nhỏ, với sức công phá từ 100 đến 1.000 kiloton TNT, đủ để san phẳng cả thành phố và gây ra thảm họa như mùa đông hạt nhân. Lần đầu tiên được phát triển bởi Hoa Kỳ cùng Anh và Canada trong Dự án Manhattan (Thế chiến II), vũ khí này đã được sử dụng hai lần vào năm 1945 tại Hiroshima và Nagasaki, cướp đi sinh mạng của khoảng 150.000–246.000 người. Hiện nay, chín quốc gia sở hữu vũ khí hạt nhân gồm Mỹ, Nga, Anh, Pháp, Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan, Triều Tiên và Israel, với kho vũ khí toàn cầu đạt đỉnh 64.000 đầu đạn năm 1986 và còn khoảng 9.600 vào năm 2025. Trong Chiến tranh Lạnh, chiến lược răn đe lẫn nhau (MAD) và cuộc chạy đua vũ trang đã định hình các loại vũ khí chiến lược (bộ ba hạt nhân) và chiến thuật, từ bom Tsar Bomba 50 megaton đến đầu đạn W54 chỉ 10 tấn. Vũ khí hạt nhân được triển khai tại nhiều nước thông qua thỏa thuận chia sẻ (Mỹ tại Bỉ, Đức, Ý, Hà Lan, Thổ Nhĩ Kỳ; Nga tại Belarus), và việc kiểm soát chúng là trọng tâm an ninh quốc tế qua các hiệp ước như NPT, CTBT và IAEA. Với sức tàn phá khủng khiếp và nguy cơ thảm họa toàn cầu, vũ khí hạt nhân vẫn là mối đe dọa lớn nhất, thúc đẩy các nỗ lực không phổ biến và giải trừ quân bị trên toàn thế giới.