原子彈利用了重核裂變的原理,主要的原料為鈾-235和鈈-239。當鈾-235或者鈈-239被中子轟擊之後,它們會裂變為更輕的原子核。反應後質量出現虧損,質量方程表明,那些質量轉換成了能量。
與此同時,裂變過程還會釋放出新的中子,這些中子又會轟擊其他重原子核,引起鏈式反應,從而可以釋放出巨大的能量。