第一次真正的热核武器测试（不是测试装置）：苏联原子弹项目继续引爆苏联第一颗热核武器“RDS-6s”（乔 4）。
乔 4 是 1953 年 8 月 12 日苏联首次试验热核武器的美国昵称，引爆的威力相当于 400 吨 TNT。弹头的正确苏联术语是RDS-6s，Reaktivnyi Dvigatel Specialnyi，点亮。“特殊喷气发动机”。
RDS-6 采用了一种将裂变和聚变燃料（氘化 6 锂）“分层”的方案，这种设计在苏联被称为 Sloika（俄罗斯：，以一种分层酥皮糕点命名）模型。通过融合和裂变的结合，爆炸力增加了十倍。类似的设计早先由 Edward Teller 提出，但从未在美国进行过测试，称为“闹钟”。
核武器试验是为确定核武器的效力、当量和爆炸能力而进行的实验。测试核武器提供了有关武器如何发挥作用、爆炸如何受不同条件影响以及人员、结构和设备在遭受核爆炸时如何受到影响的实用信息。然而，核试验经常被用作科学和军事实力的指标。许多测试的意图明显带有政治色彩。大多数核武器国家通过核试验公开宣布其核地位。
第一个核装置于 1945 年 7 月 16 日由美国在新墨西哥州的 Trinity 试验场引爆，当量大约相当于 20 吨 TNT。 1952 年 11 月 1 日（当地时间），同样由美国在马绍尔群岛的埃内威塔克环礁对代号为“Ivy Mike”的工程设备进行了首次热核武器技术测试。有史以来最大的核武器是 1961 年 10 月 30 日在新地岛测试的苏联“沙皇炸弹”，其当量最大，估计为 50-58 兆吨。
1963 年，当时的四个核国家中的三个（英国、美国、苏联）和许多无核国家签署了《有限禁试条约》，承诺不在大气层、水下或外层空间试验核武器。该条约允许进行地下核试验。法国继续进行大气试验直到 1974 年，中国继续进行到 1980 年。两国都没有签署该条约。苏联的地下试验一直持续到 1990 年，英国直到 1991 年，美国直到 1992 年（最后一次核试验），中国和法国直到 1996 年。在 1996 年签署《全面禁止核试验条约》时，这些国家承诺停止所有核试验；由于八个国家未批准该条约，该条约尚未生效。非签署国印度和巴基斯坦上一次进行核武器试验是在 1998 年。朝鲜在 2006 年、2009 年、2013 年、2016 年和 2017 年进行了核试验。最近一次确认的核试验发生在 2017 年 9 月朝鲜。