Zasada działania bomby atomowej polega na wytworzeniu/przekroczeniu w jak najkrótszym czasie masy krytycznej ładunku jądrowego. Przekroczenie masy krytycznej zazwyczaj uzyskuje się na jeden z dwóch sposobów:
- poprzez połączenie kilku porcji materiału rozszczepialnego (tzw. metoda działa) Jako ładunku nuklearnego używa się uranu-235,
- zapadnięcie materiału uformowanego w powłokę (tzw. metoda implozyjna) Jako ładunku nuklearnego używa się plutonu-239.
