Η λειτουργία της βόμβας υδρογόνου βασίζεται στη σύντηξη πυρήνων βαρέων ισοτόπων του υδρογόνου και παράγεται τεράστια ποσότητα ενέργειας, που συνοδεύεται από μεγάλο θερμικό και ωστικό κύμα και ραδιενεργό ακτινοβολία.
Αποτελεί το ισχυρότερο όπλο μαζικής καταστροφής στον πλανήτη, αφού είναι από εκατό έως και χίλιες φορές πιο καταστροφική απ' ό,τι μια απλή ατομική βόμβα, όπως εκείνες στη Χιροσίμα και το Ναγκασάκι.
Για την πυροδότηση μιας υδρογονοβόμβας προαπαιτείται μια μικρότερη έκρηξη. Μίας μικρής ατομικής βόμβας, συνήθως πλουτωνίου, στο περίβλημα του πυρήνα υδρογόνου, η οποία θα αυξήσει τη θερμοκρασία του πυρήνα σε εκατό εκατομμύρια Βαθμούς Κελσίου, οδηγώντας έτσι σε σύντηξη το δευτέριο και το τρίτιο, άτομα ηλίου και νετρόνια με ταυτόχρονη έκλυση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας.
H ενέργεια που απελευθερώνεται από μια βόμβα υδρογόνου είναι αρκετές κλίμακες ισχυρότερη από την ατομική βόμβα και σύμφωνα με τους ειδικούς, μπορούν να εξαφανίσουν ολόκληρες πόλεις.
Η υδρογονοβόμβα, αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του '50 και από τις δύο πλευρές του τότε Ψυχρού πολέμου.
Στα τέλη του 1952 οι Ηνωμένες Πολιτείες πραγματοποίησαν την πρώτη έκρηξη βόμβας υδρογόνου, στα Νησιά Μάρσαλ, στον Ειρηνικό ωκεανό. Η έκρηξη εξαέρωσε 80 τόνους εδάφους και είχε 8 μίλια διάμετρο με 27 μίλια ύψος. Για να ακολουθήσει στις 12 Αυγούστου και η Σοβιετική Ένωση.
Ωστόσο, η πρώτη δοκιμή του πανίσχυρου αυτού όπλου, πραγματοποιήθηκε από την Σοβιετική Ένωση το 1961 και ήταν μια βόμβα πυρηνικής σύντηξης.
Η επονομαζόμενη ως Tsar Bomba, ζύγιζε 27 τόνους και δοκιμάστηκε στο νησί Νόβαγια Ζεμλιά του Βόρειου Παγωμένου Ωκεανού. Η ισχύς της ισοδυναμούσε με 57 εκατομμύρια τόνους ΤΝΤ και εξερράγη 4 χλμ πάνω από το έδαφος. Μπορούσε να προκαλέσει εγκαύματα 3ου βαθμού σε απόσταση 100 χλμ, ενώ η δόνηση από την έκρηξη έγινε αισθητή μέχρι και τη Φινλανδία.
Το 1968, η Γαλλία πραγματοποιεί στα κοραλλιογενή νησιά της Φανγκατάουφα, στο σύμπλεγμα Μουρουρόα στον νότιο Ειρηνικό, την πρώτη ατμοσφαιρική δοκιμή βόμβας υδρογόνου.
Η βόμβα, η οποία είχε διαστάσεις αυτοκινήτου, εξερράγη αναρτημένη σε αερόστατο σε ύψος 600 μέτρων, ανοίγοντας το δρόμο για την κατασκευή των πυρηνικών κεφαλών που θα εξόπλιζαν τους γαλλικούς πυρηνικούς πυραύλους. Στις διαμαρτυρίες των κρατών της περιοχής, το Παρίσι απάντησε ότι μόλις τρεις ώρες μετά το ολοκαύτωμα ήταν απόλυτα ασφαλής η επίσκεψη στα νησιά.
