بمب هیدروژنی نسخه پیشرفته‌ بمب اتم است. در بمب اتم از عنصرهای اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می‌شود و فرایند اصلی در این بمب، شکافت هسته‌ای خواهد بود. در بمب هیدروژنی، علاوه بر اورانیوم یا پلوتونیم، از دو ایزوتوپ هیدروژن به نام‌های دوتریوم و تریتیوم نیز استفاده می‌شود. اساس کار این بمب بر پایه فرایند همجوشی هسته‌ای است. در واقع، بمب هیدروژنی با ترکیب فرایندهای همجوشی و شکافت هسته‌ای، عمل می‌کند. در فرایندهای شکافت و همجوشی هسته‌ای مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد که از این انرژی برای انفجار بمب استفاده می‌شود. اما انرژی آزاد شده در فرایند همجوشی بسیار بزرگ‌تر است، بنابراین انفجار حاصل از آن قدرت بیشتری خواهد داشت.