핵분열을 이용한 핵무기(원자탄)의 주요 구성요소는 핵물질(U-235 또는 Pu-239), 중성자 발생장치, 고폭장약, 격발장치 및 반사재로 이루어집니다.

핵물질이 폭발시키기 위해서는 임계질량이 달성되어야 합니다. 임계질량은 핵폭발에 필요한 최소한의 핵물질 질량입니다. 그러므로 평소에는 임계질량 상태가 되지 않도록 핵물질을 2개 이상 여러 조각으로 분리시켜 두었다가 필요시에 순간적으로 임계질량에 도달하게 하여 여기에 중성자를 공급하면 핵폭발이 일어납니다. 

핵무기는 이와 같이 “순간적으로 임계질량에 도달하게”하는 방법에 따라  포신형(Gun-Type)과 내폭형(Implosion-Type) 두 가지 형태로 나누어집니다