Una bomba atómica funciona iniciando una reacción en cadena nuclear, que libera una gran cantidad de energía en relación con los explosivos convencionales. Por unidad de volumen, una bomba atómica puede ser millones o miles de millones de veces más poderosa que TNT. La primera explosión atómica ocurrió el 16 de julio de 1945 en el campo de pruebas de Alamogordo en Nuevo México, durante una prueba llamada Trinity. Fue desarrollado durante el ultrasecreto Proyecto Manhattan, que fue dirigido por el general Leslie R. Groves del Ejército de los EE. UU.
Las reacciones nucleares ocurren cuando se disparan neutrones contra átomos muy compactos con núcleos pesados (isótopos de uranio o plutonio). Estos núcleos pesados se rompen en núcleos más ligeros cuando son golpeados por un neutrón, generando a su vez más neutrones que bombardean otros núcleos, creando una reacción en cadena. Este proceso se conoce como fisión. (Otro proceso conocido como fusión libera energía fusionando núcleos en lugar de dividirlos.) Al descomponer los núcleos mismos en lugar de liberar energía mediante una reacción química convencional, las bombas atómicas pueden liberar más de 80 terajulios de energía por kilogramo (TJ / kg).
En las primeras bombas, la reacción en cadena se inició simplemente disparando dos medias esferas de isótopo de uranio de alta pureza entre sí en una pequeña cámara. En los diseños actualizados, el núcleo de una bomba de uranio o plutonio está rodeado por lentes altamente explosivos diseñados para comprimir el núcleo tras la detonación. El núcleo comprimido se vuelve crítico, iniciando una reacción en cadena que persiste hasta que muchos de los núcleos pesados se han roto.
La bomba atómica y su prima, la bomba de hidrógeno, probablemente han sido las armas más poderosas del mundo desde su creación hace muchas décadas. Las bombas grandes pueden destruir ciudades enteras. Se han detonado miles de bombas atómicas, aunque solo dos se han utilizado en la guerra, ambas utilizadas por Estados Unidos contra Japón durante la Segunda Guerra Mundial. Hay siete países que declaran abiertamente poseer armas nucleares; Estados Unidos, Rusia, Reino Unido, Francia, República Popular China, India y Pakistán. El mundo posee actualmente suficiente capacidad nuclear para hacer que la raza humana se extinga muchas veces.