การปลดปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมาในลักษณะเฉียบพลันจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ควบคุมไม่ได้ จะทำให้พลังงานของปฏิกิริยาเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้มีความร้อนและความดันในบริเวณนั้นสูงมาก จนสามารถก่อให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรงขึ้นได้ สิ่งประดิษฐ์ที่ใช้หลักการเช่นนี้ ได้แก่ ระเบิดปรมาณู ระเบิดไฮโดรเจน หัวรบนิวเคลียร์แบบต่างๆที่บรรจุไว้ในจรวดนำวิถี เพื่อใช้ทำให้เกิดการระเบิดในระยะไกล ปัจจุบัน มีการใช้ระเบิดนิวเคลียร์ในโครงการด้านสันติ เช่น การขุดเจาะหลุมลึกขนาดใหญ่ การขุดทำโพรงใต้ดินสำหรับการกระตุ้นแหล่งน้ำมัน หรือก๊าซธรรมชาติในชั้นหินลึกใต้ดิน การขุดอ่างเก็บน้ำ การทำท่าเรือน้ำลึก และการตัดช่องเขา ในประเทศไทยเคยมีผู้เสนอความคิดให้นำระเบิดนิวเคลียร์มาใช้ขุดคลองที่คอคอดกระ ในภาคใต้ เพื่อสร้างคลองน้ำลึกสำหรับให้เรือสินค้าและเรือเดินสมุทรขนาดใหญ่แล่นผ่านระหว่างทะเลอันดามันกับอ่าวไทยได้ โดยไม่ต้องเดินเรืออ้อมประเทศมาเลเซีย และสิงคโปร์
