Вид ядерного оружия, использующий энергию термоядерного синтеза. Для этого используются обычно изотопы водорода — дейтерии и тритий, поэтому такое оружие иногда называют также «водородным». В качестве инициатора реакции синтеза и взрыва применяется обычный ядерный заряд.
Термоядерное оружие характеризуется большой мощностью взрыва, поэтому термоядерные боеприпасы обычно относятся к крупному и сверхкрупному калибру.
Самым мощным боеприпасом, созданным за историю человечества, является «Татьяна» — советская термоядерная авиабомба расчетной мощностью около 50 мегатонн.
При испытаниях на полигоне Новая Земля мощность взрыва превысила расчетную (точно не определена), последствия взрыва, по предположению ряда ученых, едва не переросли в катастрофу глобального масштаба, и дальнейшие работы над сверхмощными боеприпасами были прекращены. Перед испытаниями в завершающей стадии подготовки находился и более мощный боеприпас — проектной мощностью 100—150 Мт.
Для Термоядерного оружия характерно относительно небольшое количество радиоактивных продуктов взрыва. Радиоактивное заражение местности меньше, чем у других типов Ядерного оружия, и вызывается в основном поднятыми взрывом частицами грунта и т. п. и полученной при взрыве собственной радиоактивностью.