核兵器
第二次世界大戦と核兵器開発
1930年代、中性子による原子核の分裂が連鎖的に行われれば、莫大なエネルギーが放出されると仮説が立てられていた。オットー・ハーンによるウランの核分裂の発見を経て、1939年、シラード、エンリコ・フェルミ、フレデリック・ジョリオ＝キュリーの3グループはウランの中で中性子数が増倍する現象を発見し、これによって連鎖反応が可能になることを示した。それを受けて各国で原子炉の開発が開始された。
当初は必ずしも兵器目的ではなかったが、この年の9月に第二次世界大戦が勃発すると、核分裂の巨大エネルギーを兵器として利用する原子爆弾の可能性が活発に議論されることになる。1940年5月3日付けの理研の仁科芳雄と東京帝国大学理学部化学科の木村健二郎等の論文に、ウラン238に高速中性子を照射した実験において、今では核兵器の爆発によって生成することが知られているネプツニウム237
を生成したことが記され、同年、米国の物理学誌フィジカル・レビューに掲載された。また、同実験では、１回の核分裂で10個以上の中性子が放出され核分裂連鎖反応(超臨界)を伴うことが知られている対称核分裂による生成物が生成されたことが、『Fission Products of Uranium produced by Fast Neutrons(高速中性子によって生成された核分裂生成物)』と題して、同年7月6日付けの英国の学術雑誌ネイチャーに掲載された。
原爆の秘密裏の検討は連合国側・枢軸国側ともに行われていたとされる。
1939-1940年、日本の核兵器製造と実験
中華人民共和国国土資源部中国地質調査局は、公式ウエブサイトに2015年9月6日付けで、『ずたずたになった山河、ちりぢりにされた金――歴史資料から見た地質分野における日中戦争』と題して、「1939年から1940年、日本は中国の遼寧省鞍山市海城地区でウラン鉱を発見し、その後日本で核兵器を製造して実験を進め、ウラン鉱の盗掘と東京への空輸を始めた。」ということを掲載している。
マンハッタン計画
この時代で原爆開発を組織的に最も推進できたのはアメリカ合衆国であった。当時のアメリカにはドイツのナチスのユダヤ人迫害から逃れてアメリカに移民した優秀な科学者が大勢おり、その一人のレオ・シラードが1939年8月にアインシュタインの署名を得て、ルーズベルト大統領に核連鎖反応の実現への協力とヒトラーの核保有の危険性を訴える手紙を送った。これがアメリカの原爆開発に至る最も早いきっかけとなった。その後、1941年10月にウラン爆弾が実現可能であることを伝える報告書がイギリスのMAUD委員会からもたらされ、1942年6月に原子爆弾の秘密開発プロジェクト、マンハッタン計画が開始された。
ウラン濃縮プラント・プルトニウム生産炉の各巨大工場の建設、そしてオッペンハイマーが率いるロスアラモス研究所には優秀な科学者を全米から集め、アメリカの軍・産・学の総力を挙げた国家プロジェクトとなった。最初の原爆は1945年7月16日に完成（3個）し、そのうち1個（ガジェット）によりアラモゴードの砂漠で世界最初の原爆実験を実施した。残りの2つの原爆が日本に投下された。
日本への原爆投下
世界初の原子爆弾の実使用は、1945年8月6日午前8時15分に広島に対して濃縮ウラン型原爆リトルボーイのB-29（エノラ・ゲイ）からの投下で実行された。ついで1945年8月9日午前11時2分には長崎に対してプルトニウム爆縮型原爆ファットマンがB-29（ボックスカー）から投下された。
原爆投下により両都市は一瞬にして壊滅し、数十万人が無差別に殺害された。原爆炸裂によるキノコ雲の頂点は17kmと成層圏に達し、雲からは放射性物質を含む黒い雨が30kmの範囲に降り注ぎ、被曝の人的被害を拡大した。
原爆の成功に軍当局は喜んだが、原爆使用の実体が明らかになってくると世界は震撼し、原爆開発に関係した科学者からも原爆反対の声があがっていくことになる。
核の力によるアメリカの単独覇権は想定通りとならなかった。予想以上に早く、1949年にソ連が原爆実験に成功したからである。これ以降、世界は核の均衡の上の冷戦の時代に突入する。
なお、ソ連の原爆開発には、CFR（外交問題評議会）メンバーであり、ルーズベルト政権の商務長官兼任大統領主席補佐官であったハリー・ホプキンスが、意図的にソ連に原爆技術を移転したという、レーシー・ジョーダン（en:George Racey Jordan）少佐のアメリカ議会委員会での宣誓供述がある。
冷戦時代の核競争
冷戦時代には、アメリカ合衆国とソビエト連邦の間で核兵器の大量製造、配備が行われた。1952年にイギリス、1960年にフランス、1964年に中国、1974年にインドが原子爆弾を開発・保有した。1952年にアメリカ合衆国、1955年にソビエト連邦、1958年にイギリス、1967年に中国、1968年にフランスが水素爆弾を開発・保有した。核兵器の量は地球上の全人類を滅ぼすのに必要な量を遥かに上回っていた。核兵器保有国は最盛期には、アメリカ合衆国は1966年に約32,000発、ソビエト連邦は1986年に約45,000発、イギリスは1981年に350発、フランスは1992年に540発、中国は1993年に435発、五か国合計で1986年に約7万発を保有していた。また、核による先制攻撃を通じて相手国に致命的なダメージを負わせ、戦争に勝利するという戦略を不可能にするべく、相手国の攻撃を早期に探知し、報復するためのシステムが構築された。この戦略は相互確証破壊（Mutually Assured Destruction, MAD）と呼ばれ、冷戦期の核抑止をめぐる議論で重要な役割を果たした。
また核兵器の小型化にともない冷戦期には戦略的な使用のみならず戦場などで使用される戦術核兵器も開発され、同時代のミサイルの信頼性の低さを補うための対空核ミサイル、潜水艦を確実に沈めるための核魚雷、敵部隊を一撃で殲滅するための核砲弾など、ありとあらゆるものの核兵器化が行われた。戦略爆撃機、弾道弾搭載原子力潜水艦（SSBN）、大陸間弾道弾（ICBM）の三つは戦略核の三本柱（トライアド）といわれた。
冷戦期には核兵器管理に関連してブロークン・アロー（核兵器の紛失・落下事故）も問題となった（パロマレス米軍機墜落事故やチューレ空軍基地米軍機墜落事故を参照）。
核の冬
核兵器の大量使用の後には、地表は放射性物質で汚染され、また放射性物質を含む灰（放射性降下物）が降ることになる。巻き上がった灰によって日光が遮られ、地表の気温が低下し、植物が枯れ、人間が生存できない環境になることが指摘された。このような状態は核の冬と呼ばれる。この核の冬を生き延びるための手段は用意されなかった。爆心からある程度離れた地点で、核爆発時の熱、爆風、放射線を逃れ、核爆発後の放射能の減衰を待つための核シェルターと呼ばれる地下施設が考案されたのみである。このように核兵器を使用すること自体が人類の絶滅に直結するため、核兵器の使用につながる戦争を抑止できるとされる。
核兵器の恐怖や核戦争のリスク、放射線による殺傷の残酷さなどは知識人、作家、政治家、政治活動家、一般市民など多くの人々の関心を呼んだ。そのため反核運動が生まれた。一方で、核兵器を廃絶することで通常兵器による戦争が誘発されるため、平和のために核抑止力を維持すべきとの主張もみられる。
冷戦終結後の核兵器
アメリカ合衆国とソビエト連邦は、1991年7月に第一次戦略兵器削減条約 (START I) を締結し、核兵器の削減が進んでいた。ソ連崩壊後も、現在のロシアが戦略兵器削減条約を引き継ぐ形で進行していた。しかし第二次戦略兵器削減条約は1993年に条約を締結したものの発効せず、第三次戦略兵器削減条約の交渉も不調となった。2001年に第一次戦略兵器削減条約が定めた廃棄が完了し、2002年のモスクワ条約では核兵器の配備数の削減を削減（廃棄は義務付けず保有は容認）を定めた。2009年1月に就任したオバマ大統領は、核兵器軍縮政策の最終目標として核兵器保有国の協調による核兵器の廃絶を掲げ、アメリカ合衆国とロシアは2010年4月に第四次戦略兵器削減条約を締結した。
ソ連崩壊後は、経済情勢の悪化や汚職の蔓延に伴う管理体制の不備から、ロシアから第三国への兵器の流出、あるいは技術者の流出が増加しているとされる。かつての核大国以外での核兵器の使用、誤使用などのリスクは、冷戦時代とは違った意味で増大している。
これらのことから、自国の安全という核抑止論で配備された核兵器が、安全を脅かす存在そのものとして世界各国に散らばり、さらにそれらに対する安全としてさらに増加し、全世界を巻き込む騒動の火種となりつつあることを示している。
1998年にはパキスタンが原子爆弾を開発・保有した。近年ではカシミール地方の領有権を巡るインド・パキスタンの国境紛争が核兵器の使用につながる可能性があると懸念された。
また北朝鮮は体制維持を目的に、近隣他国に対する交渉手段として、核兵器の開発を継続し、2006年10月9日、2009年5月25日、2013年2月12日に核実験を実施した。
核兵器削減への取り組み
核兵器の計画時から現在までの、核兵器の開発・保有・使用に対する、管理・規制・反対・廃絶などの動きには以下がある。
第二次世界大戦中の原爆使用に反対する動きはフランクレポートがあり、第二次世界大戦終了後にはパグウォッシュ会議などがある。
1959年の南極条約以来、各地域で非核地帯が条約で設定された。一部の条約は核保有国も参加している。
核実験の制限には、1963年の部分的核実験禁止条約があるが、地下核実験を含め禁止する1996年の包括的核実験禁止条約 (CTBT) は、2010年現在でも発効していない。ただし臨界前核実験はいずれの条約でも禁止されていない。
核兵器の拡散防止では、1968年に国連総会で核拡散防止条約 (NPT) が採択された。これはアメリカ合衆国、ソビエト連邦、イギリス、フランス、中華人民共和国（五大国）のみを国際的に認められた「核兵器保有国」として核軍縮義務を規定し、他の「非核兵器保有国」の核兵器保有を禁止し「核の平和利用」に限定するものである。
2000年以上の核実験
主要な核兵器保有国間であるアメリカ合衆国とソ連は、1969年から戦略兵器制限交渉 (SALT) が行われ、1972年には第一次戦略兵器制限交渉 (SALT-I) および弾道弾迎撃ミサイル制限条約（ABM条約）が締結されたが、後継の第二次戦略兵器制限交渉 (SALT-II) はアフガニスタン侵攻に反発するアメリカ議会により批准されずに無効化した。1982年からは戦略兵器削減条約 (START) が開始され、1987年には中距離核戦力全廃条約が締結され、1991年に両国政府が相互査察により条約の履行を確認した。1991年には第一次戦略兵器削減条約 (START I) が締結され、2001年に両国政府が相互査察で条約の履行を確認した。1993年には後継の第二次戦略兵器削減条約 (START II) が調印され、アメリカ上院は批准したがロシア議会が批准せず、1997年に米露両国政府が条約の履行時期の2007年への延期とミサイル防衛システムの配備を制限する追加議定書に署名し、ロシア議会は批准したがアメリカ上院が批准せず条約は発効しなかった。2001年にはミサイル防衛を推進するアメリカによって弾道弾迎撃ミサイル制限条約の破棄が行われたため、ロシアは第二次戦略兵器削減条約を実行しないと表明した。2002年にはモスクワ条約が締結された。2010年には第四次戦略兵器削減条約が締結された。
国連総会では1994年から2012年まで19年連続で核兵器廃絶決議を採択している。2009年はアメリカ合衆国が初めて共同提案国となった。2009年にアメリカ合衆国のバラク・オバマ大統領は、アメリカ合衆国大統領としては初めて核廃絶に向けた「核兵器のない世界（核なき世界）」の演説を行い、ノーベル平和賞を受賞した。しかし米国は核兵器を保有し続けることを言明した。ロシア、中国も核放棄を否定した。2012年には核兵器廃絶決議は184か国の賛成で採択された。
2010年4月にはアメリカ合衆国政府とロシア政府は第一次戦略兵器削減条約からさらに核弾頭と運搬手段を削減する第四次戦略兵器削減条約に署名した。
各国の核戦略
実際問題として核兵器は積極的な使用が困難な兵器であり、その存在意義は防衛上あるいは戦略上のものとなる。特にアメリカ、ロシア、イギリス、フランス、中国といった大国は主に戦略的な目的のために核を保持している。
一方パキスタンや北朝鮮のような比較的軍事的に脆弱な国は、最後の安全保障として核に頼る考えを持っている。韓国や台湾、イラクなども同じ思想を持っていたが、韓国・台湾はアメリカの説得・工作により、イラクはイスラエル軍による原子炉破壊（イラク原子炉爆撃事件）により、それぞれ開発を断念した。また北朝鮮のように、核カードを切って譲歩を導き出そうとする国家も存在する。イスラエルはこの中間で、軍事力はアメリカの援助もあってかなり強大な部類に入るが、中東紛争の切り札として核を（保有の事実を明確にしていないことも含め）重視している。
これらの（一応は合理的な本来の）目的のほかに、国威高揚を目的として核開発を行う場合も少なくない。究極的な軍事的自立を目指せば核が必要になり、核という先端技術そのものも宇宙開発同様、国民の自尊心称揚の手段になると考えられるからである。これは一部の強硬な核武装論者の主張でもある。
南アフリカ共和国は核兵器を開発、配備しながら、廃絶したことを公表した唯一の国である。
上記のことを背景に、核兵器が最終兵器と呼ばれることもある。
2014年クリミア危機に置いてロシアが核使用を準備したことを示唆したり、北極圏の島や北方領土を含む千島列島が攻撃され戦闘が発生したという仮定のもと核兵器の限定的先制使用の可能性を想定した演習を同じくロシアが行うなど、局地的な戦闘においても積極的な核兵器の投入を想定したケースは存在している。アメリカ合衆国は2018年2月2日核戦略見直しを発表し小型核兵器の開発を打ち出した。核兵器が一度炸裂すると非常に被害が大きくなるためむしろこの被害の大きさが「使えない兵器」としてしまっているという考え方があり、核兵器を小型化すれば「使える兵器」となるという考え方があるとも言われている。
日本の核戦略
日本は第二次世界大戦中に原爆開発の理論研究を行っていた。広島市と長崎市への原子爆弾投下を一つのきっかけに日本は降伏した。
1958年に山田久就外務事務次官は「防御的な」核兵器を保有するオプションについて外務省内で検討していると駐日アメリカ合衆国大使のダグラス・マッカーサー2世に伝えていた。この核兵器はソビエト連邦からの侵攻に対する備えとして地対空ミサイルに搭載するとされていた。大使はジョン・フォスター・ダレス国務長官への電報において、日本世論の強い反核感情を考慮すると首相の岸信介と外相の藤山愛一郎は現時点では政策の変更をする段階にないだろうとコメントしている。
若泉敬は1964年の中国による核実験直後に、「中共の核実験と日本の安全保障」と題するレポートを内閣調査室（現在の内閣情報調査室）に提出した。若泉は、日本は核武装はしないという国是を貫いた上で、原発開発や国産のロケット開発により潜在的な核兵器能力を保持するべきであると主張した。1968、1970年には内閣調査室が二部構成の「日本の核政策に関する基礎的研究」を、1969年には外務省が「わが国の外交政策大綱」を極秘報告書として作成しており、それらの中でも「核兵器製造の経済的・技術的ポテンシャルを常に保持する」（外交政策大綱）と指摘されていた。
第二次大戦後の日本政府は、「日本は戦争における世界で唯一の被爆国」として、原子力は平和利用に限定し、核兵器拡散防止条約 (NPT) を批准し、国際原子力機関 (IAEA) の査察を受け入れて、非核三原則を国是とした。また1994年以降は国連総会に16年連続で核兵器廃絶決議案を提出している。
日本は日米安保条約に基づきアメリカによる核の傘を提供されている。また非核三原則の一つである「核兵器を持ち込ませず」については検証する手段がなく、日米両政府は秘密裏に核兵器持ち込みを認めていたこともわかっている（日米核持ち込み問題）。
2006年12月25日に産経新聞は、日本政府が「核兵器の国産可能性について」との資料を作成していたことを報じた。この資料の中では「1〜2年の期限で核兵器を国産化することは不可能」であり、黒鉛減速炉の建設が必要で「小型爆弾を試作するまでに最低でも2千億円〜3千億円の予算と技術者数百人、3〜5年の期間が必要で、核実験せずに開発するとなると費用と期間は更に増える」とされている。
核拡散
核拡散防止条約において、核保有国による核兵器の国際管理が提唱されたが、この条約に反して、非核保有国が核兵器を保有していくことを核拡散という。ただし核拡散防止条約は条約である以上、脱退も認められている。
秘密裏に核兵器開発を行う可能性
核保有国からなる「核クラブ」（原子力供給国グループ）の国々では、包括的核実験禁止条約 (CTBT) に同意しているか否かに関わらず他国の新たな核兵器保有を認めていない。特にアメリカ合衆国を中心に地球規模での核開発阻止政策を推し進めており、そういった核クラブ国に証拠を掴まれずに核弾頭の生産や、運搬手段である弾道ミサイル、巡航ミサイル等の開発・運用を継続するのは困難な状況といえる。
核物資や核に関する技術と装置は、たとえそれが平和利用を目的とする原子力発電用のものであると主張しても、国際原子力機関 (IAEA) の厳しい監視下でしか導入は許されない。一部の国が平和利用を謳いながら核兵器開発に使用するのではないかと常に疑いを持たれており、国際的な核問題の中心課題となっている。
核兵器の平和利用
核兵器は極めて密集した部分に多大なエネルギーを集中することが可能であり、この性質を利用した平和利用も模索されている。例えば、NASAは地球のすべての生物にとって脅威となり得る小惑星の軌道を変える核弾頭を搭載する宇宙船の設計を進めてきた。地球に小惑星（巨大隕石）が衝突する可能性が生じた場合、現在想定可能な回避手段は核兵器の利用しかない。ただし、小惑星を爆破させる場合単に細別するだけでは再び重力によって集合してしまうので、個々の破片の軌道を八方に反らす高度なシミュレーションを必要とする。小惑星の大きな破片が八方に飛散する状況は大変危険であるので、現実的な方法は小惑星の破壊を最小にして軌道を衝突が防止できる程度までわずかにずらすことである。
また、かつては核兵器を巨大な発破ととらえ、大規模な土木工事に応用することも検討されていた。平和的核爆発と呼ばれるこの計画は、アメリカ、ソヴィエト両国で検討ならびに実験が行われ、とくにソヴィエトでは積極的に使用が検討されていた。この両国以外にも、第2パナマ運河計画やクラ地峡運河計画などで使用が検討され、エジプト西部のカッターラ低地人工湖計画では詳細な検討が行われたことがあるが、すべて放射能汚染の危惧により中止された。