Obwohl es keine offiziellen Definitionen verschiedener Generationen von Atomwaffen gibt, erkennen Historiker und Rüstungskontrollanalysten oft vier allgemeine Kategorien, von denen jede einen erheblichen technologischen Fortschritt gegenüber der letzten darstellt. Nationen, die Nuklearwaffen entwickeln, neigen dazu, jede Stufe der Reihe nach zu entwickeln und überspringen selten Stufen, außer gelegentlich die erste. Diese Stufen sind 1) Spaltbomben vom Geschütztyp, 2) Spaltbomben vom Implosionstyp, 3) Fusionsbomben und 4) MIRV (mehrere unabhängig anvisierbare Wiedereintrittsfahrzeuge) gelieferte Nuklearwaffen. Beachten Sie, dass es für dieses Schema kein einheitliches Organisationsprinzip gibt; die Unterscheidung zwischen der ersten und zweiten basiert auf der Detonationsmethode, der zweiten und dritten auf der Art der Bombe und der dritten und vierten auf dem verwendeten Trägersystem.
Atomwaffen der ersten Generation wurden ursprünglich in den USA in den Jahren 1939-1945 unter der Schirmherrschaft des streng geheimen Manhattan-Projekts entwickelt. Die kanonenartige Konstruktion der Bombe bedeutet, dass ihr Funktionsprinzip ein Brocken angereicherten Urans ist, der wie eine Kanone auf einen anderen abgeschossen wird. Wenn sich die beiden Uraneinheiten verbinden, erreichen sie eine kritische Masse und lösen eine nukleare Kettenreaktion aus. Das Ergebnis ist eine Nuklearexplosion, wie sie im Zweiten Weltkrieg beim Atombombenabwurf auf Hiroshima 140,000 Menschen das Leben gekostet hat.
Kernwaffen vom Implosionstyp verbessern die Effizienz von Geschützwaffen, indem sie das Uran mit einer Kugel explosiver Linsen umgeben, die ihre Energie nach innen lenken und das Uran verdichten sollen. Das Ergebnis ist, dass mehr Uran in der Kettenreaktion verbraucht wird, anstatt ohne Spaltung zersprengt zu werden, was zu einer höheren Ausbeute führt. Atomwaffen vom Typ Implosion wurden von den Vereinigten Staaten nur wenig nach den ersten Atomwaffen vom Typ Geschütz entwickelt. Die Atombombe, die nur drei Tage nach der Bombardierung von Hiroshima auf Nagasaki abgeworfen wurde, basierte auf dem Implosionstyp, wodurch sie kompakter und leichter war.
Trotz schrittweiser Verbesserungen bei Kernwaffen, wie z. B. der Nutzung einer kleinen Fusionsreaktion zur Steigerung der Ausbeute, wird der nächste große Schritt nach oben bei der Zerstörung von Kernwaffen durch die Fusionsbombe oder Wasserstoffbombe erreicht. Anstatt Uran- oder Plutoniumkerne zu spalten (auseinanderzubrechen), verschmilzt die Fusionsbombe leichte Elemente (Wasserstoff) und setzt die überschüssige Energie bei der Explosion frei. Dies ist der gleiche Prozess, der die Sonne antreibt. Die meisten modernen Kernwaffen sind vom Fusionstyp, da die erzielten Ausbeuten viel höher sind als die der besten Kernspaltungswaffen.
Nachdem zahlreiche Fusionsbomben gebaut wurden, gab es keine Schritte mehr, die unternommen werden konnten, um die Ausbeute dieser Waffen zu erhöhen, so dass sich der Fokus auf die Entwicklung von Abschussmethoden verlagerte, denen ein potenzieller Feind nicht entgegenwirken könnte. Dies führte zur Entwicklung der MIRV-Bereitstellung, bei der eine ballistische Rakete mit Nuklearspitze aus der Atmosphäre abgefeuert wird, woraufhin sie 6-8 unabhängig anvisierbare Wiedereintrittsfahrzeuge freisetzt, um auf benachbarte Ziele niederzuregnen. Da diese nuklearbestückten Wiedereintrittsfahrzeuge mit extremen Geschwindigkeiten von etwa Mach 23 unterwegs sind, ist es mit den derzeitigen Technologien im Wesentlichen unmöglich, sie zu blockieren oder abzulenken.