Bij de eerste atoombommen werd de explosie-energie verkregen door de splijting van de zware atoomkernen van uranium of plutonium (splijtingsenergie). In tegenstelling daarmee gebruikt de nog veel krachtiger waterstofbom de energie die bij de vorming van heliumkernen uit eenvoudiger bestanddelen vrijkomt (bindingsenergie).
Daarmee wordt dezelfde energiebron benut waaraan ook de zon haar stralingsenergie dankt. Bij de vorming van heliumkernen zijn een of twee isotopen van waterstof nodig, vandaar de naam „waterstofbom”. In tegenstelling tot de atoombom kan men bij de waterstofbom een willekeurig grote hoeveelheid materiaal gebruiken en de explosiviteit daarmee bijna naar believen opvoeren. De eerste atoom-waterstofexplosie vond plaats op 17 november 1952, op Eniwetok, een eilandje in de Stille Oceaan. Een waterstofbom heeft een explosiekracht die meer dan het tienvoudige bedraagt van alle bommen die in de Tweede Wereldoorlog boven de Duitse steden zijn afgeworpen. Een enkele waterstofbom kan de grootste stad verwoesten en daarbij kan de radioactiviteit, die bij de explosie ontstaat, hele landstreken onbewoonbaar maken en alle leven daarin doden.
Een deel van de gevaarlijke radioactiviteit wordt door de explosie naar hogere luchtlagen gevoerd en door de wind over de hele aarde verspreid. Het gebruik van waterstofbommen en een atoomoorlog zouden tot een onvoorstelbare massadood leiden, grote gebieden verwoesten en door de verspreiding van het radioactieve stof de overlevenden ernstig letsel bezorgen. Wegens de onoverzienbare gevolgen voor de hele mensheid moet onder alle omstandigheden een atoomoorlog vermeden worden, waartoe in Genève regelmatig door de grote machten wordt onderhandeld (non-proliferatieverdrag).
