热核弹头，也称为核弹头，设计用于安装在导弹内部的热核（聚变）炸弹。到1950年代初，美国和苏联都已经开发出了足够小，轻的导弹弹头，可以部署导弹。到1950年代后期，两国都已经开发了能够向世界范围内运送热核弹头的洲际弹道导弹（ICBM）。
基本的两阶段设计
典型的热核战斗部可以按照两阶段设计来构造，其特征在于裂变或增裂裂变的初级（也称为扳机）和物理上分开的组件称为次级。初级和次级都包含在金属外壳中。包含初级炸药裂变爆炸产生的辐射，并用于传递能量以压缩和点燃次级炸药。一次爆炸产生的一些初始辐射被外壳的内表面吸收，该外壳由高密度材料（例如铀）制成。辐射吸收会加热外壳的内表面，使其变成热电子和离子的不透明边界。来自初级的随后的辐射主要被限制在该边界和次级囊的外表面之间。捕获在该腔体内的初始，反射和重新辐射的辐射被该腔体内的低密度材料吸收，将其转换为电子和离子粒子的热等离子体，继续从受限的辐射中吸收能量。腔体中的总压力（来自高能粒子的贡献和来自辐射的总贡献较小的总和）被施加到辅助胶囊的重金属外壳（称为推动器），从而压缩了辅助容器。
通常，推动器中包含一些融合材料，例如6氘化锂，在中心围绕着爆炸性可裂变材料（通常为铀235）的“火花塞”。裂变炸药产生的炸药产量在千吨范围内，因此对炸药的压缩远大于使用化学含量高的炸药所能达到的。火花塞的压缩会导致裂变爆炸，产生的裂变爆炸的温度可与太阳媲美，并产生大量的中子以熔化周围的现已压缩的热核材料。因此，发生在次级中的裂变和融合过程通常比发生在初级中的裂变和融合过程更有效。
在高效，现代化的两阶段装置（例如远程弹道导弹弹头）中，主要装置得到了增强，以节省体积和重量。现代热核武器中的助推原液包含约3至4千克（6.6至8.8磅）of，而不太复杂的设计可能会使用两倍或更多的p。次要炸药通常包含经过精心设计的聚变和易裂变材料的复合材料，以使弹头的屈服重量/产量/体积比最大化，尽管有可能由纯易裂变或聚变材料制造次要炸药。
