Wybuch jądrowy prowadzi do wydzielenia olbrzymich ilości energii, w bardzo krótkim czasie, blisko 10−6s, w niewielkiej objętości materii. W wyniku czego produkty rozszczepienia, obudowa wraz z innymi częściami broni oraz otaczające powietrze ogrzane zostają do niezwykle wysokiej temperatury, czyli kilku milionów stopni Celsjusza. Tak wysoka temperatura powoduje, że w czasie wybuchu w fazę gazową przechodzą wszystkie materiały. Powstaje wówczas ogromne ciśnienie rzędu kilku miliardów atmosfer. Spowodowane jest to tym, że początkowa objętość powstających w czasie wybuchu gazów ograniczona jest przez rozmiary bomby[2].
W pierwszej fazie po wybuchu bomby jądrowej dochodzi do powstania ognistej kuli gazów, której temperatura jest bardzo wysoka i ciśnienie jest ogromne. Taka kula rozszerza się w bardzo krótkim czasie, jednocześnie zmniejsza się jej temperatura i ciśnienie, przez co obniża się również jasność świecenia. Ognista kula składa się z radioaktywnych produktów rozszczepienia uranu lub plutonu, a także różne składniki bomby[2].
Grzyb atomowy
Po wybuchu jądrowym tworzy się potężny słup, którego wysokość może wynieść dziesiątki kilometrów. Jego szczyt przyjmuje postać obłoku w charakterystycznym kształcie grzyba. Tworzące ten obłok drobne pyły i aerozole radioaktywne są unoszone przez wiatr i przebywają duże odległości. Później opadają na powierzchnię ziemi i tworzą promieniotwórczy opad, co wywołuje skażenie terenu[1].
W 1963 roku zawarto międzynarodowe porozumienie o „Układzie zakazującym prób z bronią jądrową w atmosferze, w przestrzeni kosmicznej i pod wodą” (inaczej: „Układ o częściowym zakazie prób nuklearnych”) ze względu na ich skrajną szkodliwość[1]. Pakt wszedł w życie 10 października tego samego roku. Stronami tego traktatu jest obecnie 125 państw (stan na: 2014 r.)[4].