Các nước sở hữu vũ khí hạt nhân bao gồm Mỹ, Nga, Trung Quốc, Pháp, Anh, Ấn Độ, Pakistan, Triều Tiên và Israel. Những xung đột giữa Nga và Ukraina hiện tại đã làm dấy lên lo ngại vũ khí hạt nhân có thể sẽ được sử dụng.

Dưới đây là những vũ khí hạt nhân mạnh nhất từng được kích nổ, cụ thể là những vụ nổ sinh ra năng lượng hơn 10 megaton. Tất cả những vụ thử bom khổng lồ này đều mạnh hơn nhiều lần so với những quả bom hạt nhân được sử dụng ở Hiroshima và Nagasaki vào cuối Thế chiến thứ hai.

TSAR BOMBA – Bom Sa Hoàng

Vào ngày 30.10.1961, Liên Xô đã kích hoạt vũ khí hạt nhân mạnh nhất từng được phát nổ trên quần đảo Novaya Zemlya, phía bắc của vòng Bắc cực. Với năng lượng sinh ra từ một vụ nổ đạt 50 megaton, "Tsar Bomba", mạnh hơn khoảng 3.300 lần so với vũ khí hạt nhân bị Mỹ ném xuống Hiroshima, Nhật Bản. Quả bom khinh khí, được đặt tên là RDS-220 của Liên Xô, còn được gọi là "Big Ivan" và "Vanya", mặc dù "Tsar Bomba" (Bom Sa Hoàng) là biệt danh phổ biến nhất của nó.

Theo ông Alex Wellerstein, giám đốc chương trình Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ tại Viện Công nghệ Stevens, Bom Sa Hoàng được thiết kế để có năng suất nổ lên tới 100 megaton, nhưng nó đã được phát nổ ở 50 megaton. Quả cầu lửa từ vụ nổ có đường kính gần 9,7 km, "đủ lớn để bao phủ toàn bộ vùng trung tâm thành phố Washington hoặc San Francisco", ông Wellerstein viết.

Test 219 – Thử nghiệm 219

Vào ngày 24.12.1962, Liên Xô đã thả xuống bãi thử nghiệm trên quần đảo Novaya Zemlya, Bắc Cực một quả bom hạt nhân. Với công suất nổ lên tới 24,2 megaton, quả bom hạt nhân này có sức công phá chưa bằng một nửa so với Bom Sa Hoàng nhưng vẫn là vũ khí hạt nhân mạnh thứ hai từng được phát nổ. Test 219 cũng mạnh hơn khoảng 1.600 lần so với quả bom mà Mỹ đã ném xuống Hiroshima.

Vũ khí hạt nhân mạnh thứ hai  "Test 219" là một trong những quả bom hạt nhân cuối cùng được Liên Xô thả từ trên không, vì sau hiệp ước cấm thử năm 1963, các cuộc thử nghiệm sau này đều được tiến hành dưới lòng đất.

Test 147 – Thử nghiệm 147

Vào ngày 5.8.1962, Liên Xô đã thả một quả bom với công suất nổ lên tới 21,1 megaton xuống quần đảo Novaya Zemlya (là một phần của Bắc Cực thuộc Nga). Vụ nổ hạt nhân mạnh thứ ba trong lịch sử được gọi đơn giản là "thử nghiệm 147".

Quả bom này có sức mạnh gấp khoảng 1.400 lần quả bom từng bị ném xuống Hiroshima. Mặc dù sức mạnh to lớn của nó, vụ nổ hạt nhân này không được biết đến nhiều như những vụ khác.

Test 173 – Thử nghiệm 173

Vào ngày 25.9.1962, Liên Xô đã thả một quả bom hạt nhân với công suất 19,1 megaton xuống quần đảo Novaya Zemlya. Đây là vụ thử vũ khí hạt nhân mạnh thứ tư từng diễn ra, với sức mạnh gấp 1.270 lần quả bom bị ném xuống Hiroshima.

Một vài tuần sau khi quả bom này được thả xuống, Cuộc khủng hoảng tên lửa Cuba, cuộc khủng hoảng đã đưa Liên Xô và Mỹ đến bờ vực chiến tranh hạt nhân bắt đầu. Trong cuộc khủng hoảng, Liên Xô đã triển khai tên lửa hạt nhân tới Cuba. Tổng thống Mỹ Kennedy đã cân nhắc việc tấn công các địa điểm này và cuối cùng đã ra lệnh phong tỏa hải quân để ngăn chặn nhiều vũ khí hạt nhân tiếp cận Cuba. Cuối cùng, Liên Xô đồng ý hạ tên lửa để đổi lấy việc Mỹ loại bỏ tên lửa hạt nhân khỏi Thổ Nhĩ Kỳ.

CASTLE BRAVO

Vào ngày 1.3.1954, Mỹ đã cho nổ một vũ khí hạt nhân với công suất 15 megaton trên đảo san hô Bikini, thuộc quần đảo Marshall, trong một vụ thử có mật danh là "Castle Bravo". Quả bom này được kích nổ trên mặt đất chứ không phải thả xuống từ trên cao và là vụ nổ vũ khí hạt nhân mạnh thứ năm trong lịch sử loài người.

Vụ nổ đêm lại công suất gấp đôi so với dự kiến và dẫn đến khoảng 18.130 km vuông trên khắp Thái Bình Dương bijbao phủ bởi bụi phóng xạ hạt nhân, khiến cư dân của Quần đảo Marshall, quân nhân Mỹ và một số thủy thủ đoàn đánh cá Nhật Bản bị phơi nhiễm ở mức độ bức xạ cao, theo một bài báo được xuất bản vào năm 2017 bởi Quỹ Di sản Nguyên tử.

Vụ thử Castle Bravo đã dẫn tới các cuộc biểu tình phản đối việc thử bom hạt nhân trên toàn cầu. Trong những thập kỷ sau đó, chính phủ Mỹ đã trả tiền bồi thường cho cư dân trên đảo. Các quân nhân nghỉ hưu đã khởi xướng một vụ kiện chống lại chính phủ vào năm 1984, cáo buộc rằng chính phủ nước này đã hạ thấp mối nguy hiểm về phóng xạ trong các cuộc thử nghiệm.