Στα πυρηνικά όπλα σχάσης, που λέγονται και "ατομικές βόμβες", η αλυσιδωτή αντίδραση είναι ανεξέλεγκτη, και όχι ελεγχόμενη όπως στους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Αυτό σημαίνει πως σε κάθε κλάσμα του δευτερολέπτου διασπάται ένας μεγάλος αριθμός πυρήνων που απελευθερώνουν ασύλληπτη ποσότητα ενέργειας με μια τρομακτική έκρηξη. Περισσότερο όμως καταστροφικά θεωρούνται τα θερμοπυρηνικά όπλα ή "βόμβες υδρογόνου", όπου συνδυάζεται η πυρηνική σχάση με τη σύντηξη. Για παράδειγμα η βόμβα Β53 που κατασκευάστηκε την περίοδο του Ψυχρού Πολέμου και συγκεκριμένα κατά την Κρίση των Πυραύλων στην Κούβα (1962) είχε 600 φορές πιο καταστροφική ισχύ από τη βόμβα στη Χιροσίμα. Τα πυρηνικά, μαζί με τα βιοχημικά, χαρακτηρίζονται ως όπλα μαζικής καταστροφής, σε αντίθεση με τα συμβατικά όπλα μικρής κλίμακας.