Embora as bombas atômicas e nucleares obtenham seu imenso poder de reações que ocorrem no núcleo do átomo, elas o fazem de maneiras diferentes. Como os termos são mais comumente usados, uma bomba atômica deriva sua energia da fissão, ou átomos da divisão, enquanto um dispositivo nuclear, ou "bomba H", é impulsionado pela fusão.
A física por trás das duas armas é semelhante, de acordo com About.com. Em uma bomba atômica, um átomo pesado, geralmente urânio enriquecido ou plutônio, é dividido e emite nêutrons suficientes para dividir mais átomos. Isso libera uma energia tremenda que geralmente é medida no poder destrutivo equivalente a milhares de toneladas de TNT ou quilotons.
As bombas nucleares usam a fissão atômica como um gatilho para uma explosão ainda mais energética. As altas temperaturas geradas pela fissão do plutônio estimulam os átomos de hidrogênio a se fundir em hélio. Novamente, isso libera energia de forma descontrolada sobre o alvo. Embora a reação de fusão seja, medida por medida, menos eficiente do que a fissão, o hidrogênio é muito leve e pode ser compactado densamente no núcleo de uma bomba nuclear. O rendimento das bombas de hidrogênio é ordens de magnitude maior do que a fissão por si só pode gerar e é medido em megatons, ou milhões de toneladas de TNT.