Dificilmente existe uma peça de hardware mais icônica da Guerra Fria do que o submarino com propulsão nuclear. Ambos movidos a energia nuclear e, em alguns casos, equipados com mísseis nucleares, esses submarinos têm circulado os oceanos do mundo desde o lançamento do primeiro submarino nuclear, o USS Nautilus, em 1954. Hoje, cinco nações (Estados Unidos, Rússia, França , Reino Unido e China) operam centenas de submarinos nucleares em todo o mundo. Para todos esses países, os submarinos de lançamento de mísseis constituem uma parte importante da tríade nuclear, que inclui mísseis terrestres, bombardeiros estratégicos e submarinos de mísseis balísticos (SSBNs).
Um submarino nuclear tem uma enorme vantagem sobre o que substituiu – os submarinos movidos a diesel. Grandes submarinos militares movidos a diesel, construídos desde a Guerra Revolucionária, precisavam de ar para a combustão para gerar eletricidade para as baterias. Os tempos de mergulho foram limitados a alguns dias em velocidade lenta ou apenas algumas horas em velocidade máxima. A necessidade de ressurgir em submarinos são grandes riscos de ataque. Em contraste, os submarinos com propulsão nuclear são autônomos e seus tempos de mergulho geralmente são limitados apenas pelo suprimento de comida disponível e pela sanidade da tripulação. Um submarino nuclear moderno pode operar por toda a vida de 20 ou 40 anos sem reabastecimento.
Os submarinos nucleares tendem a ser extremamente caros, tão caros quanto os bombardeiros aéreos mais caros e sofisticados. O submarino da classe Virginia, uma série em construção para a Marinha dos Estados Unidos, custa cerca de US $ 1.8 bilhão (dólares americanos) por unidade, em parte devido à falta de economias de escala e aos altos requisitos de segurança e confiabilidade. O casco dos submarinos deve ser trabalhado de maneira muito precisa para que o submarino seja capaz de suportar as maiores pressões possíveis no casco durante os mergulhos profundos. Os submarinos nucleares modernos têm uma profundidade de teste (profundidade máxima permitida durante operações em tempo de paz) de cerca de 1,600 pés (488 m), ponto no qual a pressão é cerca de 48 vezes maior do que na superfície.
Os submarinos nucleares, operados apenas por potências nucleares mundiais, são geralmente divididos em duas classes: o submarino nuclear de ataque e o submarino nuclear de mísseis balísticos. Submarinos de ataque, como Seawolf, Los Angeles e classe Virginia, estão armados com dezenas de torpedos e mísseis de cruzeiro, que podem atingir alvos a centenas de quilômetros de distância. Cada submarino de mísseis balísticos, como o da classe Ohio, carrega cada um 24 mísseis balísticos Trident com ponta nuclear.