热核武器利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235或钚239等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器，通常称为原子弹。主要利用重氢或超重氢等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。
热核武器
每一次激光聚变的时间约十亿分之一秒。利用激光使氘氚小球聚变，相当于引爆了一个微型氢弹。一个微型氢弹爆炸后产生的冲力，比一个节日用的大爆竹爆炸产生的冲力大不了多少。如果1秒种引爆100个外径几毫米的微型氢弹，就可以得到几百万千瓦的电功率。由于激光聚变是一种微型氢弹，因此一些国家利用激光聚变来研究核武器的辐射效应，验证武器设计的计算机程序。
但是，激光聚变时，为创造聚变条件所需的激光的能量的利用效率，以及由电能转化为激光的能量的利用效率都不高。根据日本学者的研究，如果采用有外层球壳的小球，让激光通过外壳的孔后在内球和外壳之间来回吸收和反射，就能使内球更好地压缩并达到聚变。但这种小球是很难制造的。另外，如采用氟化氪准分子激光器，则电能转化为激光的效率高。这需要缩小氟化氪激光的脉冲宽度，以便使能量更集中。
惯性约束除了采用激光外，20世纪70年代后还研究用电子束及离子束。电子束及离子束的优点是，为创造聚变条件而消耗的能量的利用效率高得多。特别是采用离子束时，由于离子的射程短，离子的能量主要被靶丸表层吸收，因而更容易产生压缩。因此使用离子束时，由于离子运动速度慢，通过控制加速离子的电压，使先发射的离子速度慢一些，后发射的快一些。可以使先后发射的离子同时达到靶丸表面，产生所谓聚束作用。但是电子束及离子束达到的功率还不够高，而且由于带电粒子间的排斥力，使电子束及离子束的聚焦比激光困难些。因此电子束、离子束聚变，目前还不如激光聚变成熟。离子束聚变时，目前主要用碳、氧、氮等轻离子。采用重离子束时，由于成本过高，发展前途不大。
惯性约束和磁约束相比有三个优点：装置的聚变部分的体积小；可以采用液体金属作为聚变反应室的冷却剂，冷却效率高。当使用液体锂冷却时，还有利于氚的增殖；可以将产生激光束、电子束或离子束的聚变驱动器部分，与聚变反应室分开，有利于检修。但是惯性约束只能脉冲运行，不能像串级磁镜那样稳态运行。
热核反应条件
在0摄氏度和1个大气压之下，每立方厘米的空气中大约有3000亿亿个气体分子。在磁约束的条件下，等离于体的密度很低，每立方厘米的粒子数约百万亿个，比空气中的分子密度小几十万倍，因此聚变反应室要有高真空。为实现聚变，在此种密度下要求的约束时间至少是1秒，所以磁约束是一种慢聚变。惯性约束是快聚变，约束时间很短，大约为十亿分之几秒。为了实现聚变，等离子体密度应达到每立方厘米千万亿亿个粒子，比空气的密度大几千倍以上。
无论是磁约束或惯性约束，都需要极高的温度，所以称为热核反应。氢弹是利用原子弹的爆炸提供高温实现聚变爆炸，所以称为热核武器。除了高温核聚变外，有的科学家还提出了低温核聚变的思想。
