第一代核武器——用鈾或钚制造的原子彈。制造技術已廣為人知，無需進行核試驗就可研制成功，這種武器的擴散已成為當今世界的主要威脅。 　　第二代核武器———熱核武器，即氫彈。研制氫彈需要進行廣泛的核試驗，經過50年發展，制造技術已經成熟，不大可能再取得突破性進展。 　　第三代核武器———指效應經過剪裁或增強的核彈。研制這類核武器需要進行核試驗，受到全面禁止核試驗條約的限制。 　　第四代核武器———以原子武器的原理為基礎，所用的關鍵研究設施是慣性約束聚變裝置，其發展不受全面禁止核試驗條約的限制。在軍事上，由于第四代核武器不產生剩余核輻射，可作為常規武器使用。這種核武器包括：干凈的聚變彈、反物質彈、粒子束武器、激光引爆的炸彈、原子核的同質異能素武器等。 　　美、法、俄等國目前正在研究的三種第四代核武器為： 　　金屬氫武器金屬氫在一定壓力下可轉化為固體結晶體，在室溫下無需密封就可保持很長時間，其爆炸威力相當于相同質量TNT炸藥的25—35倍，已被列為美國國家點火設施科學計劃的研究項目。 　　核同質異能素武器核同質異能素的能量量級約為2GJ/g，比高能炸藥大100萬倍，核同質異能素的核裂反應能量更大，高達80GJ/g。目前國外一些研究所正在系統研究核同質異能素的性質和釋放能量的方法，美國和法國的有關研究機構正在進行研究，通過重離子碰撞或慣性約束聚變中微爆炸產生的中子脈沖進行核合成，可得到核同質異能素。像金屬氫一樣，核同質異能素武器身兼兩任，可在常規武器和核武器領域雙棲，既能當常規武器，也可作為干凈氫彈的扳機。 　　反物質武器反物質的研究始于20世紀40年代后期，但進展緩慢。1986年，人類首次捕獲到反質子，2002年較大批量地制造出了反氫原子。反物質與正物質相遇時，會在瞬間湮滅，釋放出巨大能量，足以壓縮钚或鈾丸產生鏈式反應。只需幾微克反物質，就可用作熱核爆炸的扳機，或者激發出極強的X射線或Y射線。反物質在軍事上有多種潛在用途，是目前正在研制的第四代核武器中最重要的一種，美國費米實驗室、歐洲核子中心以及俄羅斯的高能物理研究所，都在進行反物質的生產和研究。